Interação forte e eletromagnetismo

Abstract

A interação nuclear forteé estudada através de algumas ferramentas do eletromagnetismo clássico. São estimadas a constante de acoplamento forte e o "campo elétrico forte" (em termos de um campo elétrico equivalente), no interior do núcleon (próton ou nêutron). A pressão do vácuo sobre a fronteira do núcleoné também avaliada. Discute-se brevemente o confinamento dos quarks. Na análise são ainda utilizadas versões simplificadas do modelo de sacola do MIT. Palavras-chave: interação forte, confinamento de quarks, modelo de sacola.The basic structure of the classical electromagnetism is used as a means to study the strong interaction. The strong coupling constant and the strong field (expessed in terms of an equivalent electric field) inside the nucleon (proton or neutron) are estimated. It is also evaluated the vacuum pressure on the boundary of the nucleon. Quark confinement is briefly discussed. Simplified versions of the MIT bag model are also considered in the present treatment. Keywords: strong interaction, quark confinement, bag model. IntroduçãoConcebida e interpretada por Rutherford e executada por Geiger e Marsden [1], a experiência de espalhamento de partículas alfa por delgadas folhas metálicas, levaram ao descobrimento do núcleo atômico. Uma das conclusões deste experimento,é que o núcleo atômico ocupa umaínfima parcela do volume destinado aó atomo, em que pese nele estar concentrada toda a carga positiva da matéria. Hoje, sabemos que o núcleo atômicoé constituído de partículas com carga elétrica positiva, denominada próton, e de carga elétrica nula, denominada nêutron. Ressalte-se que o núcleo atômico encerra em si quase a totalidade da massa contida nó atomo. A carga positiva aprisionada num volume tão exíguo do espaço levaria a uma situação altamente explosiva, não fora pela presença de uma segunda força da natureza, a interação forte a contrabalançar a repulsão coulombiana entre prótons [2].É então da interação nuclear forte entre pares de prótons, pares de nêutrons, ou entre um par nêutron-próton, a responsabilidade pela manutenção do núcleo atômico coeso.Por outro lado, a síntese do eletromagnetismo clássico está contida nas equações de Maxwell [3], um conjunto de equações diferenciais no espaço-tempo, relacionando campos elétricos e magnéticos entre si eàs suas respectivas fontes: cargas e correntes. Duas constantes notáveis aparecem nas equações de Maxwell, a saber ε o e µ o , respectivamente a permissividade elétrica do vácuo e a permeabilidade magnética do vácuo. A velocidade da luz no vácuo pode então ser expressa como o inverso da raiz quadrada do produto destas duas constantes. Uma das possibilidades das equações de Maxwellé a propagação de ondas eletromagnéticas no vácuo, com a velocidade de propagação dessa onda igualà velocidade da luz, acima definida.Duas características importantes da interação nuclear forte são as seguintes: i) Inicialmente consideremos um par de prótons separados por uma distância comparávelàs dimensões nucleares. A intensidade da força atrativa entre eles devidoà int...

SAPT: ligação de hidrogênio ou interação de van der Waals?

“…Sabe-se que SAPT2 é recomendada para estudos de sistemas grandes contendo elevado grau de efeitos eletrônicos, nos quais o esforço computacional se assemelha à perturbação MP4. 2 (f) apresenta a interação mais fraca. Pela análise SAPT, a decomposição de energia em função das contribuições E C , E Ex , E Pol , E D e E TC fornece uma explicação para tal discrepância intermolecular.…”

“…1 Destas, é bem estabelecido pela cromodinâmica quântica que as interações fortes ocorrem entre prótons e nêutrons através da ação dos quarks e glúons, 2 cujo resultado é a formação do núcleo atômico denso e compacto. Presente em nível nuclear, as interações fracas são 10 13 menos intensas e são caracterizadas pelas manifestações dos bósons W (Weak nuclear force) e Z (Zero).…”

Jogo de Física de partículas: Descobrindo o bóson de Higgs

“…Hoje em dia, a teoria mais moderna da força nuclear forte, a Cromodinâmica Quântica, foca-se na ligação entre os constituintes de prótons e nêutrons, denominados de quarks [31,32], atribuindo a estes últimos a propriedade de carga de cor e de sabor, sendo o glúon a partícula responsável por esta interação. A teoria de Yukawa da interação por píons é conhecida atualmente como efeito residual, e ainda é uma abordagem efetiva para a Física Nuclear [33].…”

As pesquisas de Newton sobre a luz: Uma visão histórica

“…Cada tipo de raio seria refratado em uma direção diferente e seria associado a uma cor diferente: "os Raios menos refrangíveis são dispostos a exibir a cor Vermelha, e [...] os Raios mais refrangíveis são todos dispostos a exibir uma Cor Violeta profunda" [161]. Uma evidência importante a favor da teoria newto- 15 Há um tradução completa desse artigo para o português, comentada [160]. 16 O uso da expressão "experimentum crucis" para designar um experimento decisivoé devidoà influência da obra Novum Organum de Francis Bacon [162].…”