Fuerzas de la Naturaleza.
Enviado por Albert • 22 de Marzo de 2018 • 6.334 Palabras (26 Páginas) • 392 Visitas
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Parecía un misterio cómo era posible que los núcleos atómicos fuesen estables si contenían cargas positivas que al ser cargas del mismo signo, se debían repeler. La respuesta es que en los núcleos está actuando (además de la repulsión electrostática entre las cargas) una fuerza a la que se denominó fuerza nuclear fuerte.
Al contrario de lo que sucede con las fuerzas electromagnética y gravitatoria, aún no se conoce una ley que describa su comportamiento. Pero se conocen características de dicha fuerza. Se trata de una interacción mucho más intensa que la interacción electromagnética, unas cien veces más intensa, sin embargo su alcance se restringe a una zona muy pequeña del espacio, alrededor de 10-15m.
Para distancias del orden de los 10-15m, la fuerza nuclear se comporta como una fuerza atractiva, permitiendo que cargas del mismo signo (los protones) se mantengan unidos. Pero cuando la distancia es menor, la fuerza se torna de carácter repulsivo, e impide el colapso del núcleo.
También se sabe que un nucleón va a interaccionar con un número reducido de nucleones, pudiendo ser la interacción (protón-protón), (neutrón-neutrón), (protón-neutrón). Por este motivo, el trabajo necesario para extraer un nucleón del núcleo es independiente del número de ellos.
[pic 3]
La partícula mediadora sería el gluón, que también es una partícula sin masa, de spin unidad. El alcance se reduce a los 10-15 m. Son los responsables de mantener unidos los quarks.
El gluón es el mediador de la interacción nuclear fuerte, no posee masa ni carga eléctrica, pero sí carga de color, por lo que además de transmitir la interacción fuerte también la sufre.
4) Fuerza nuclear débil:
La fuerza nuclear débil sería la cuarta fuerza existente en la naturaleza. Se trata de una fuerza mucho más débil y de más corto alcance que la fuerza nuclear fuerte. Su alcance es del orden de los 10-18m y su intensidad unas 10-9 veces menor que la fuerte nuclear fuerte.
Esta fuerza es la responsable de ciertos tipos de radiactividad natural, como puede ser la radiación, en la que un neutrón del núcleo se desintegra, dando lugar a un protón y a la emisión de una partícula, que no es otra cosa más que un electrón, y un antineutrino.
Tenemos que decir, que hoy en día, existe una teoría que asegura que las fuerzas electro magnética y nuclear débil son diferentes perspectivas de una única fuerza llamada electro débil. Lo que dice esta teoría es que cuando la energía es inferior a los 100 GeV, las fuerzas electromagnética y débil se comportan de modo muy diferente. Sin embargo, cuando la energía es suficientemente alta las diferencias desaparecen y las dos se combinan en una sola interacción. No obstante, la unificación de estas dos fuerzas está vista por algunos físicos como algo artificioso, por lo que se siguen identificando como diferentes en muchas clasificaciones.
La fuerza débil o fuerza nuclear débil actúa entre partículas elementales y es importante en la velocidad de reacción de algunas reacciones nucleares que ocurren en estrellas. También está presente en el origen de las explosiones volcánicas.
La transformación de hidrógeno en helio produciendo deuterio, está causada por la fuerza débil. Sin esta fuerza nuestro universo sería re diferente, un universo en tinieblas, sin estrellas ni galaxias que dieran luz.
La vida media del Sol está determinada por las características de esta fuerza.
La fuerza débil es una fuerza de corto alcance, menos de una billonésima de milímetro: 10-13mm. A una distancia mayor, la intensidad de esta fuerza ya es despreciable.
Si la fuerza débil tuviera un valor de 1.
La fuerza electromagnética tendría un valor de 1.000
Y la fuerza fuerte tendría un valor de 100.000.000.000
Aunque es muchísimo más débil que las otras dos fuerzas nucleares, la fuerza débil es importante ya que hace posible que el Sol y las estrellas produzcan luz y energía.
La fuerza débil causa un tipo de desintegración radiactiva llamada "desintegración beta". Un ejemplo de desintegración beta es la desintegración del neutrón cuando se convierte en 1 protón + 1 electrón + 1 neutrino
La interacción débil afecta a todo leptón con quiralidad zurda y a los quarks. Es la única fuerza que afecta a los neutrinos (excepto por la gravitación, que no se la puede evitar a escalas del laboratorio).
La interacción débil es la única en varios aspectos:
Es la única interacción capaz de cambiar su sabor.
Es la única interacción que viola la paridad de la simetría P (ya que sólo actúa sobre electrones, muones y tauones de izquierdas). Esta es también la única que viola la simetría CP.
Es la que media entre los bosones de gauge pesados. Esta característica inusual es explicada en el modelo estándar por el mecanismo de Higgs.
[pic 4]
Las partículas mediadoras serían unos bosones débiles cuya masa es distinta de cero, su spin unidad y un alcance muy corto, del orden de los 10-18m.
La cuatro interacciones fundamentales
Propiedad/Interacción
Gravitatoria
Débil
Electromagnética
Fuerte
(Electrodébil)
Fundamental
Residual
Actúa sobre:
Masa - Energía
Sabor
Carga eléctrica
Carga de color
Núcleos atómicos
Partículas que la experimentan:
Todas
Quarks,leptones
con carga eléctrica
Quarks,Gluones
Hadrones
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