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

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

Ce determină ca forţa nucleară tare să fie atât de specială?
Publicat: 30.04.2019
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

 
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Solzii de crocodil sunt surprinzător de puternici, arată un studiu
Solzii de crocodil sunt surprinzător de puternici, arată un studiu
Singura relatare „de la fața locului” dezvăluia data exactă în care orașul Pompeii a fost distrus
Singura relatare „de la fața locului” dezvăluia data exactă în care orașul Pompeii a fost distrus
Gladys May Aylward, misionara britanică din China. A salvat 100 de orfani în timpul celui de-Al Doilea Război Mondial
Gladys May Aylward, misionara britanică din China. A salvat 100 de orfani în timpul celui de-Al Doilea Război Mondial
Khalifa bin Zayed Al-Nahyan, al doilea președinte al Emiratelor Arabe Unite și conducătorul orașului Abu Dhabi
Khalifa bin Zayed Al-Nahyan, al doilea președinte al Emiratelor Arabe Unite și conducătorul orașului Abu Dhabi
Arheologii chinezi au dezgropat o armură excepțională din 6.000 de solzi. Cui a aparținut?
Arheologii chinezi au dezgropat o armură excepțională din 6.000 de solzi. Cui a aparținut?
O gaură neagră masivă din Universul timpuriu, surprinsă în timp ce trage „un pui de somn”
O gaură neagră masivă din Universul timpuriu, surprinsă în timp ce trage „un pui de somn”
Hackerii nord-coreeni, responsabili pentru 61% dintre furturile de criptomonede din 2024
Hackerii nord-coreeni, responsabili pentru 61% dintre furturile de criptomonede din 2024
O tonă de petarde, găsită de polițiști în locuința unui bucureștean
O tonă de petarde, găsită de polițiști în locuința unui bucureștean
ChatGPT, disponibil și pe WhatsApp. Ce trebuie să știe utilizatorii?
ChatGPT, disponibil și pe WhatsApp. Ce trebuie să știe utilizatorii?
Scriitoarea care a semnat „cel mai important roman în limba engleză”
Scriitoarea care a semnat „cel mai important roman în limba engleză”
SpaceX va lansa pentru a șaptea oară racheta Starship
SpaceX va lansa pentru a șaptea oară racheta Starship
Ucrainenii nu au „puterea” de a recupera zonele ocupate de Rusia, a recunoscut Zelenski
Ucrainenii nu au „puterea” de a recupera zonele ocupate de Rusia, a recunoscut Zelenski
Ambiții mari! Agenția spațială chineză vrea să fie prima care aduce mostre de pe Marte
Ambiții mari! Agenția spațială chineză vrea să fie prima care aduce mostre de pe Marte
Câți dintre români au de gând să viziteze un târg de Crăciun din țară?
Câți dintre români au de gând să viziteze un târg de Crăciun din țară?
Telescopul Webb a găsit o populație neobișnuit de mare de asteroizi între Jupiter și Marte
Telescopul Webb a găsit o populație neobișnuit de mare de asteroizi între Jupiter și Marte
Ce a dezvăluit o investigație metalurgică despre Discul ceresc de la Nebra?
Ce a dezvăluit o investigație metalurgică despre Discul ceresc de la Nebra?
Un studiu arată că muștele sunt mai vulnerabile decât albinele la schimbările climatice
Un studiu arată că muștele sunt mai vulnerabile decât albinele la schimbările climatice
Un nou studiu dezvăluie cum au jucat cometele un rol „major” în apariția vieții pe Pământ
Un nou studiu dezvăluie cum au jucat cometele un rol „major” în apariția vieții pe Pământ