Interacções Fundamentais

As interacções observadas na Natureza compreendem-se em função de quatro interacções básicas:

- interacção gravitacional

- interacção electromagnética

- interacção nuclear forte

- interacção nuclear fraca

 

Interacção Objecto da interacção Eficácia relativa próximo do núcleo atómico Alcance
gravitacional massa 10-38 infinito
nuclear fraca partículas elementares 10-15 10-12 cm
electromagnética cargas eléctricas 10-2 infinito
nuclear forte nucleões 1 10-12 cm

A interacção gravitacional desempenha um papel fundamental na nossa vida mas é muito fraca quando comparada com as outras interacções pelo que não desempenha papel relevante na interacção entre partículas elementares (partículas que não são constituídas por partículas ainda mais pequenas, como o electrão).

Devido ao valor muito pequeno da constante de gravitação universal, G, são necessárias massa muito grandes para que as forças gravitacionais apresentem valores apreciáveis.

 

A maior parte das forças que se exercem entre corpos macroscópicos, forças de contacto, forças de atrito, forças elásticas, são manifestações de interacções electromagnéticas uma vez que, em última análise, resultam de interacções entre átomos, moléculas,..., forças de natureza eléctrica e/ou magnética.

 

 

As interacções gravitacional e electromagnética não permitem explicar a grande estabilidade verificada nos núcleos atómicos, uma vez que, por exemplo, a atracção gravitacional entre dois protões é muito menos intensa que a repulsão eléctrica entre eles e, se só existissem estas duas interacções todos os núcleos se deveriam desintegrar espontaneamente. Contudo, tal não sucede...

Entre os nucleões, quando a distâncias inferiores a 10-12 cm, ordem de grandeza do raio nuclear, actuam forças nucleares, forças fortes, forças de Yukawa, forças muito fortes, descobertas pelo físico japonês Yukawa, que vão predominar sobre as forças electromagnéticas, garantindo a grande estabilidade dos núcleos.

A intensidade destas forças decresce de dentro para fora dos núcleos, por aumento da distância ao centro do núcleo e, para distâncias superiores à ordem de grandeza do raio nuclear predominam as forças electromagnéticas.

Se partículas (iões de hélio 2+) se aproximarem de um núcleo atómico são repelidas com uma força de grande intensidade pelos protões desse núcleo, mas neutrões, partículas sem carga eléctrica, vão poder continuar a aproximar-se do núcleo até atingirem a zona de acção das forças nucleares onde é promovida a sua captura pelo núcleo.

 

 

As interacções nucleares fracas, forças fracas, exercem-se entre todas as partículas elementares e estão associadas aos processos de desintegração, sendo muito importantes na desintegração , em que tomam parte electrões.

 

A distâncias da ordem de grandeza do diâmetro atómico, a interacção electromagnética predomina sobre a interacção fraca e sobre a interacção forte, devido ao seu grande alcance, sendo ela a responsável pela a coesão do átomo.

Pela mesma razão, ao considerarmos as distâncias interplanetárias, ou interestelares, as interacções gravitacionais predominam sobre todas as outras interacções que se exercem entre os corpos celestes.

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