Forte interação

Autor: Leandro Alegsa

18-12-2020

A forte interação (ou força nuclear forte) é uma das quatro forças fundamentais. As outras são o eletromagnetismo, a interação fraca e a gravitação. Elas são chamadas forças fundamentais porque não podem ser tornadas mais simples.

A forte força nuclear mantém unida a maioria dos assuntos comuns. Apesar de ser a força fundamental mais poderosa, 1038 (1 seguido por 38 zeros) vezes mais forte que a gravidade, a interação forte só funciona em distâncias de poucos fêmetros (fm). Isto tem cerca de 10-15 (0,000000000000001) metros de comprimento.

Os cientistas freqüentemente o dividem em duas partes: a força da cor e a força nuclear. A distâncias de 0,8 fm ou menos, a força da cor mantém as partículas subatômicas, como prótons e nêutrons juntos. A distâncias de 1 a 3 fm, a força nuclear une partículas subatômicas em núcleos de átomos.

Pensa-se muitas vezes que a forte interação é controlada por gluons, que "colam" quarks juntos através da força forte. Os gluons podem ser trocados (movidos) entre quarks, antiquarks e outros gluons. Diz-se que todas essas partículas carregam uma "carga de cor", algo que as partículas elementares têm, que é como uma carga elétrica. As partículas com carga de cor trocam os gluons, como as partículas com fótons de troca de carga elétrica.

Na teoria da cromodinâmica quântica (QCD), a força forte é a interação entre quarks e gluons. Cromodinâmica quântica é a teoria que explica as diferentes cores [citação necessária]. A força forte é a força básica controlada pelos gluons, afetando quarks, antiquarks, e os próprios gluons.

A força forte só afeta diretamente os quarks. Entre hadrons, a força forte é conhecida como a força nuclear. A força forte é a razão pela qual não podemos ver os quarks livres, ou seja, os quarks que são por si mesmos. Este evento é chamado de confinamento por cores, uma teoria que diz que só se pode ver hadrons.

Força de cor forte

A força da cor forte é a força nuclear que atua entre os três quarks de que é feito um próton ou nêutron. É chamada de força de cor forte porque, como a força eletromagnética, a força forte tem cargas. A maior diferença é que a força eletromagnética tem apenas uma carga (as cargas magnéticas são apenas cargas elétricas de movimento lento), e a força forte tem três. Estes três tipos de cargas têm o nome das cores: vermelho, azul e verde. Elas também têm anti-cores: anti-vermelho, antiazul e anti-verde. Como a força eletromagnética, cores opostas atraem, e as mesmas cores repelem. Algumas partículas que têm carga de cor são quarks e antiquarks. O tipo de quark não está relacionado de forma alguma com a carga de cor desse quark. Os quarks são uma das menores partículas atualmente conhecidas pelos humanos; não ocupam espaço porque são pontos, e as únicas partículas que ainda não conseguimos separar de outras partículas. De fato, isto acontece porque a natureza da força forte entre as partículas é que ela se torna mais forte quanto mais longe as partículas estão. O transportador de força da força forte é chamado de gluon. Os gluons também têm carga de cor. Tanto os quarks quanto os gluons têm propriedades que os tornam únicos de outras partículas.

As três cores quark (vermelho, verde, azul). Elas se combinam para serem brancas, ou incolores

Os três quark anticolores (anti-vermelho, anti-vermelho, antiazul). Eles também se combinam para serem incolores; negros em um caso referente a matéria física ou pigmentos.

A força forte é movida entre um próton e um nêutron através dos gluons

Força nuclear

A força nuclear, ou força residual (sobra) forte é a força forte que atua entre hadrões (partículas feitas de dois ou três quarks, por exemplo, prótons e nêutrons). É o que mantém o núcleo de um átomo unido.

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Perguntas e Respostas

P: Quais são as quatro forças fundamentais da física?

R: As quatro forças fundamentais da física são o eletromagnetismo, a interação fraca, a gravitação, e a força nuclear forte.

P: Qual é a diferença entre a força nuclear forte e outras forças fundamentais?

R: A força nuclear forte é muito mais forte do que a gravidade (1038 vezes mais forte), mas só funciona em distâncias muito curtas de alguns fêmetros (fm). Ela mantém juntas partículas subatômicas como nêutrons e prótons, além de manter o núcleo atômico unido.

P: O que é a cromodinâmica quântica?

R: Cromodinâmica quântica (QCD) é uma teoria que explica as diferentes cores. Ela diz que a força forte age entre quarks e gluons.

P: Como funciona o confinamento de cores?

R: O confinamento de cores ocorre quando tanta energia seria necessária para separar um quark que novos hadrons seriam criados em seu lugar. Esse fenômeno pode ser visto em aceleradores de partículas.

P: Que partículas carregam uma carga de cor?

R: Quarks, antiquarks e gluons carregam todos uma carga de cor semelhante a uma carga elétrica.

P: Como as partículas com carga de cor interagem umas com as outras?

R: Partículas com carga de cor trocam gluões entre si, assim como partículas com carga elétrica trocam fótons entre si.

P: O que acontece quando dois hadrões compostos de quarks interagem um com o outro?

R: Quando dois hadrões formados por quarks interagem entre si, esse efeito da força forte é conhecido como a força nuclear (que não é fundamental).