Fuerza Nuclear Fuerte | Science Time

Para entender cómo funciona el universo, es esencial que entendamos cómo es que la materia interactúa entre sí.

En otras palabras, entender las fuerzas que mantienen la materia unida. En articulos anteriores, cubrimos otras dos fuerzas, la fuerza del electromagnetismo y la fuerza de la gravedad.

Estas fuerzas son relativamente fáciles de entender.

Desde hace mucho tiempo, nosotros hemos sido testigos de cómo funciona la gravedad y vemos los efectos de la luz diariamente.

De hecho, lo estás haciendo ahora mismo. Pero hay otras dos fuerzas que no son tan intuitivas, pero sin duda necesarias.

Hablo de la fuerza nuclear fuerte y la fuerza nuclear débil.En este articulo solo hablaré de la fuerza nuclear fuerte. A diferencia de la gravedad y el electromagnetismo, la fuerza nuclear fuerte no tiene alcance infinito.

Esta fuerza opera en tamaños muy pequeños, aunque es la fuerza más fuerte de todas las cuatro.

¿Pero cómo sabemos que esta fuerza existe si no la podemos observar actual?

¿Cómo fue que la descubrieron?

Sabemos que de acuerdo con el electromagnetismo, las cargas de signos opuestos se atraen y las cargas con signos similares se repelen.

En el núcleo de un átomo existen protones con carga positiva y neutrones con carga neutra.

Obviamente, Si seguimos estas reglas, los protones que están en el núcleo deberían salir disparados en direcciones contrarias. Están demasiado cerca para resistir esa repulsión. Los físicos del siglo XX se dieron cuenta de esto. Pronto descubrieron que había necesidad de una fuerza lo suficientemente fuerte para resistir esta repulsión. y también con un campo lo suficientemente chico como para no convertir todo el universo en un gigante núcleo atómico.

En un momento explicaré por qué.

Esta nueva fuerza recién descubierta recibió el nombre de fuerza nuclear fuerte, porque actúa en el núcleo de un átomo y es la más fuerte de todas las cuatro. Es alrededor de 137 veces más fuerte que la de fuerza del electromagnetismo.

Pero esta fuerza trabaja a una escala muy pequeña, alrededor de un fentómetro, o 1 por 10 a la menos 15 metros, que es aproximadamente el diámetro de un núcleo de atómico común. Por supuesto hay más pequeños como el hidrógeno y más grandes como la mayoría de los elementos al final de la tabla periódica. Esta fuerza mantiene el núcleo de un átomo unido. ¿Pero cómo es que esta fuerza funciona? La fuerza nuclear fuerte funciona cuando un mesón, o sea un par de un quark y antiquark, rebotan entre dos protones como una pelota de ping pong, uniéndolos juntos. Pero, ¿qué mantiene un protón junto? Como sabemos, un protón está compuesto de quarks. Estos quarks están sostenidos por gluones. A esos niveles la fuerza nuclear fuerte es muy fácil de detectar.

La fuerza nuclear fuerte funciona cuando dos protones están lo suficientemente cerca para interactuar. Si están fuera de este círculo con diámetro alrededor de 2 femtometros, el electromagnetismo se encarga de esta interacción. Pero cada vez que se acercan más y más al uno al otro, es decir, cuando ambos protones están dentro de este círculo, la fuerza nuclear fuerte va a traerlos juntos. Pero ¿cuál es este límite? ¿Cuándo sabemos si están dentro o fuera del círculo? Al ver la gráfica de la energía del enlace nuclear, podemos ver donde el núcleo se vuelve más grande que este círculo.

Los protones dentro de un núcleo empiezan a salirse cuando llegan al hierro. Con elementos pequeños como el hidrógeno o inclusive hasta el oxígeno, no son lo suficientemente grandes para salir de esta área de enlace nuclear.

Cuando pasamos el hierro, la fuerza nuclear fuerte está fuera del alcance para atraer a todo el núcleo. En este punto, vemos al electromagnetismo tomar fuerza otra vez. y vemos fenómenos como la radiación.

A este punto los elementos ya no son estables. Si el área de este círculo fuera infinito, como el caso de la gravedad o el electromagnetismo, todos los protones en el universo no podrían resistir a esta fuerza y todo el universo sería un gran núcleo atómico.

Fortunadamente con este vídeo aprendimos por qué el núcleo atómico se mantiene unido y por qué existe la radiación.