Permítanme comenzar con el descubrimiento de The Strong Force . Ernest rutherford descubrió que los átomos están compuestos de electrones que giran alrededor de una esfera concentrada con carga positiva. Pero las cargas positivas experimentan repulsión electrostática, esta repulsión es muy fuerte.
Cuando te paras cerca de otra persona, no experimentas ninguna fuerza. Si estuvieran parados a cierta distancia de alguien y cada uno de ustedes tuviera un uno por ciento más de electrones que protones, la fuerza repelente sería increíble. ¿Que asombroso? ¿Suficiente para levantar el Empire State Building? ¡No! ¿Para levantar el Monte Everest? ¡No! ¡La repulsión sería suficiente para levantar un “peso” igual al de toda la tierra!
Citado de “The Feynman Lectures on Physics, Volumen II”.
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Si la repulsión electrostática es tan fuerte, ¿cómo es estable el núcleo? Esto condujo al descubrimiento de una fuerza fuerte. La fuerza fuerte, como su nombre indica, es extremadamente fuerte ([matemática] 100 [/ matemática] veces más fuerte que la fuerza EM) . A diferencia de otras fuerzas, por ejemplo, el “electromagnetismo” que tiene un alcance infinito, la fuerza nuclear fuerte tiene un alcance MUY corto. Se vuelve casi insignificante a una distancia mayor que un fermi ([matemática] 1 \ por 10 ^ {- 15} m [/ matemática]) y a una distancia mayor que esto, las repulsiones electrostáticas se hacen cargo. Esta es la razón de la “inestabilidad” de los núcleos con números atómicos más altos (por ejemplo, uranio).
La fuerza fuerte realmente existe entre los quarks. Quarks [1] fueron descubiertos por Gell Mann y George Zweig. Quarks, son los componentes de protones y neutrones. Después del descubrimiento de todas las partículas producidas por la combinación de quarks (como arriba, abajo, protón, etc.), los físicos encontraron un problema. Esto se debe al principio de exclusión de Pauli, que en términos simples dice que dos fermiones idénticos no pueden existir juntos. Pero los quarks son fermiones.
Si consideramos una partícula compuesta de, digamos, tres quarks, se puede considerar que dos de ellos tienen un giro opuesto, (lo que implica que no son idénticos), pero la presencia del tercer quark fue desconcertante. Esto se resolvió introduciendo color (formulado por Oscar Greenberg). Análogo a la carga eléctrica en electromagnetismo, para que las fuerzas fuertes que actúen la partícula tengan color. ( Esta el color no tiene nada que ver con los colores ordinarios que vemos ). Hubo un problema nuevamente; los quarks tenían color pero los protones no. Así que tuvieron que encontrar tres componentes (tres, porque el protón, por ejemplo, tenía tres quraks) que, cuando se sumaban, daban como resultado algo análogo a cero. Entonces se eligieron tres variedades de colores ; rojo, azul y verde. Se eligieron estos colores porque, cuando los tres (rojo, azul y verde) brillan en un solo punto, forman blanco, que es análogo a incoloro ( ~ carga fuerte menos ). En el electromagnetismo, la partícula de intercambio que media la fuerza, son los fotones, de manera similar La partícula de intercambio que media la fuerza fuerte se llaman gluones .
¿Cuáles son las diferencias entre el gluón y un fotón?
Bueno, tanto los fotones como los gluones no tienen masa. Los fotones no tienen carga, pero los gluones son de color (poseen una carga fuerte) . Como los gluones median las fuerzas entre dos partículas coloreadas , a diferencia de los fotones (que no interactúan entre sí) los gluones interactúan entre sí. Entonces, si los gluones son los mensajeros de la fuerza fuerte entre los quarks, y los protones son incoloros , ¿cómo se atraen dos protones (cuando están muy cerca)? La atracción entre dos protones puede considerarse como consecuencia de cargas fuertes residuales . Siga este enlace para obtener más información,
¿Son los piones o gluones los que median la fuerza fuerte entre los nucleones?
Notas al pie
[1] ¿Qué tiene que ver ‘Quark’ con Finnegans Wake?
