Home » Stiinta » Ce determină ca forţa nucleară tare să fie atât de specială?

Ce determină ca forţa nucleară tare să fie atât de specială?

Autor: Adrian Popovici 04.30.2019
Ce determină ca forţa nucleară tare să fie atât de specială?
Universul în care trăim este dominat de cele patru forţe fundamentale: gravitaţia, electromagnetismul, forţa nucleară slabă şi forţa nucleară tare.
Fiecare dintre aceste forţe fundamentale guvernează diferite aspecte ale existenţei noastre. Dintre acestea, graviaţia şi electromagnetismul acţionează la un nivel pe care îl putem observa cu ochiul liber; în timp ce cele două forţe nucleare joacă un rol important la nivel atomic şi subatomic, notează Live Science.

Protonii

Manualele de chimie pentru şcoala generală reprezintă protonii drept particule unitare, lăsându-ne cu impresia că aceştia reprezintă un element subatomic cu masă şi sarcină electrică pozitivă, aflaţi într-o perpetuă stare de agitaţie în interiorul nucleului. În realitate, fizicienii au ajuns la concluzia că protonii sunt, la rândul lor, compuşi din alte particule mai mici. Acestea au fost de numite quarci. În interiorul unui proton se află trei astfel de particule, un quarc down (d) şi doi quarci up (u).
 
În natură au fost identificate şase tipuri de quarci, însă, pentru a înţelege modul în care funcţionează un proton, quarcii up şi down sunt suficienţi. Fiecare quarc are o sarcină electrică propie. Astfel, ne aflăm în situaţia în care în proton se află două particule care au aceeaşi sarcină, fapt care contrazice intuiţia că particulele caută echilibrul electric. De asemenenea, din fizica cuantică aflăm că este imposibil ca doi quarci să se afle în aceeaşi stare. Asta ridică o întrebare foarte importantă: ce ţine împreună aceste particule, în condiţia în care ele nu ar trebui să coexiste? 

Forţa nucleară tare

Răspunsul la întrebarea de mai sus a venit după ani de ipoteze, calcule şi experimente, primul pas în aflarea răspunsului fiind descoperirea faptului că protonul este format la rândul său din alte particule. De asemenea, oamenii de ştiinţă au descoperit că cei trei quarci sunt ţinuţi împreună de o forţă a naturii neidentificată până în atunci: forţa nucleară tare.
 
Pentru a înţelege modul în care funcţionează această forţă, este necesar să apelăm la ceea ce ştim deja despre celelate forţe fundamentale. De exemplu, gravitaţia acţionează prin intermediul masei, iar electromagnetismul acţionează prin intermediul sarcinii electrice. Deducem din aceste două cazuri că forţa nucleară tare are nevoie, la rândul ei, de un mijloc de interacţiune, de un „cârlig” prin care să lege aceste particule.

Culoarea

Oamenii de ştiinţă au propus culoarea ca termen care să exprime proprietatea unui quarc de a resimţi influenţa forţei nucleare tari. Au fost identificate trei tipuri de culori: verde, roşu şi albastru; există şi anti-verde, anti-roşu şi anti-albastru, acestea corespunzând antimateriei.
 
În componenţa unui proton, trebuie să existe câte un proton din fiecare culoare, iar „suma” acestor culori trebuie să fie mereu alb, asta pentru a permite forţei nucleare tari să acţioneze. Trebuie precizat că desemenarea culorilor reprezintă un aspect de convenţie, importantă fiind suma culorilor. De altfel, quarcii individuali schimbându-şi în mod constant culorile.
 
Forţa nucleară tare prezintă o caracteristică interesantă, care nu este împărtăşită cu alte forţe precum gravitaţia şi electromagnetismul. Dacă vorbim despre cele din urmă, un lucru este clar, distanţa afectează înfluenţa pe care acestea o pot exercita, creşterea distanţei echivalând cu diminuarea puterii. Forţa nucleară tare nu se supune acestui tipar, din contră. Astfel, dacă, de exemplu, vrem să despărţim quarcii dintr-un proton energia pe care o folosim pentru a distanţa particulele dau naştere, în vidul dintre ele, altor particule, noi quarci. 
 
Quarcii astfel creaţi identifică în mod instant alte particule cu care să se unească. De fapt, forţa nucleară tare este atât de puternică încât nu putem să găsim quarci care să existe în afara unui proton,independeţi de alţi quarci. Acest fenomen este denumit „quark confinement”.

Vă recomandăm să citiţi şi următoarele articole:

Pământul este bombardat de o cantitate mare de antimaterie şi nimeni nu cunoaşte motivul

Fizicienii au utilizat, în premieră, antimateria în cadrul unui experiment faimos

Cum ar arăta un univers constituit din antimaterie?

Savanţii de la CERN au descoperit o nouă particulă care ar putea oferi informaţii despre cele mai mici părţi ale Universului

 
Cele mai noi articole
Un adevărat coșmar pentru mulți. Cum reușește această specie de șerpi să „alunece prin aer” și să zboare
Un adevărat coșmar pentru mulți. Cum reușește această specie de șerpi să „alunece prin aer” și să zboare
Erupția unui vulcan din Alaska a avut un impact semnificativ asupra Imperiului Roman
Erupția unui vulcan din Alaska a avut un impact semnificativ asupra Imperiului Roman
Elon Musk susține că Tesla e pe cale să creeze mașini complet autonome
Elon Musk susține că Tesla e pe cale să creeze mașini complet autonome
Când se vor afişa rezultatele complete de la Evaluarea Naţională (Capacitate) 2020. Edu.ro anunţă notele pe judeţe
Când se vor afişa rezultatele complete de la Evaluarea Naţională (Capacitate) 2020. Edu.ro anunţă notele pe judeţe
Imaginile cu acest bebeluș fac înconjurul lumii. Imediat după ce s-a născut, a ținut steriletul mamei sale în mâini
Imaginile cu acest bebeluș fac înconjurul lumii. Imediat după ce s-a născut, a ținut steriletul mamei sale în mâini
7 informații esențiale despre misiunea roverului Perseverance
7 informații esențiale despre misiunea roverului Perseverance
Raport ONU. Temperaturile medii vor crește cu cel puțin un grad în următorii cinci ani
Raport ONU. Temperaturile medii vor crește cu cel puțin un grad în următorii cinci ani
Ce se întâmplă, de fapt, în corpul tău dacă bei 2 litri de cafea în fiecare zi
Ce se întâmplă, de fapt, în corpul tău dacă bei 2 litri de cafea în fiecare zi
Naveta Starliner de la Boeing are probleme majore
Naveta Starliner de la Boeing are probleme majore
Sealand, încăpățânata micronațiune din Marea Nordului
Sealand, încăpățânata micronațiune din Marea Nordului
NASA investește într-un start-up care susține că poate obține oxigen din regolit
NASA investește într-un start-up care susține că poate obține oxigen din regolit
Gunoaiele de pe o insulă din SUA oferă o imagine inedită a trecutului acesteia
Gunoaiele de pe o insulă din SUA oferă o imagine inedită a trecutului acesteia
Routerele din casele noastre pot reprezenta un risc pentru securitatea dispozitivelor noastre
Routerele din casele noastre pot reprezenta un risc pentru securitatea dispozitivelor noastre
Oceanul ascuns de sub Antarctica
Oceanul ascuns de sub Antarctica
„Mormântul iluziilor germane”. Înfrângerile ruşinoase pe care nemţii le-au suferit în România în Primul Război Mondial
„Mormântul iluziilor germane”. Înfrângerile ruşinoase pe care nemţii le-au suferit în România în Primul ...
CubeRovers, roboții care ar putea revoluționa explorarea selenară
CubeRovers, roboții care ar putea revoluționa explorarea selenară
Admitere liceu 2020. Peste 8.500 de elevi nu au fost repartizaţi. Care a fost motivul
Admitere liceu 2020. Peste 8.500 de elevi nu au fost repartizaţi. Care a fost motivul
Turiștii care vor să ajungă în Grecia prin punctul vamal cu Bulgaria trebuie să prezinte test negativ pentru COVID-19
Turiștii care vor să ajungă în Grecia prin punctul vamal cu Bulgaria trebuie să prezinte test negativ pentru COVID-19