Dica 1: quais são os nucleons

Ciência

Dica 1: quais são os nucleons

Nucleon é um nome comum para um próton e um nêutron,partículas, das quais os núcleos de átomos são compostos. A maior parte da massa do átomo está nos nucleons. Apesar de os prótons e os nêutrons diferirem em algumas propriedades e comportamentos, os físicos tendem a considerá-los como membros de uma "família".

Os prótons e os nêutrons têm quase a mesma massa,a diferença não é superior a 1%. As forças que atuam entre dois prótons ou nêutrons, à mesma distância, são praticamente iguais. A diferença mais significativa entre um nêutron e um protão é a presença da última carga elétrica positiva no último. O neutron, ao contrário do protão, não tem carga. A partícula fundamental da matéria é o núcleo do hidrogênio, pois é um protão. Este fato foi estabelecido por E. Rutherford, ele provou que a massa da carga positiva do átomo está em uma área muito pequena do espaço. A massa de um protão é 1836 vezes maior do que a massa de um elétron, e sua carga elétrica é igual em magnitude à carga de elétrons, mas tem o signo oposto. Assim como um elétron, um próton tem uma rotação que não é igual a zero. Spin é uma característica da rotação de uma partícula em torno de seu eixo, análoga à rotação diurna da Terra. Se o próton está em um campo magnético, ele gira como um turbilhão sob a influência da gravidade. A velocidade desse movimento é determinada pelo momento magnético. Sua direção no próton coincide com a direção do eixo de rotação. A existência de nêutrons foi provada pelo assistente de E. Rutherford, J. Chadwick. Na sua experiência Chadwick irradiou berílio, que também se tornou uma fonte de radiação. Essa radiação, quando colidiu com núcleos, eliminou prótons deles. Chadwick sugeriu que a radiação é um fluxo de partículas com uma massa igual à massa do próton, mas não tendo uma carga elétrica, e os chamou de nêutrons. Na física moderna, existe um modelo de quark que dá uma idéia da estrutura dos nucleons. Segundo ele, os nucleons consistem em quarks de três tipos - partículas mais simples. Se, de acordo com esta teoria, a carga do protão é denotada por e, então terá dois quarks com uma carga de + 2 / 3e e um quark com uma carga de -1 / 3e, e um nêutron terá um quark com uma carga de + 2 / 3e e dois quarks com uma carga de -1 / 3e. Este modelo tem confirmação bastante convincente em experimentos sobre a dispersão de elétrons de alta energia. Os elétrons que interagem com os nucleons revelaram a presença de uma estrutura interna neles.

Dica 2: O que a interacção física determina a conexão de nucleons no núcleo

Na natureza, existem 4 tipos de interação: gravitacional, eletromagnética, fraca e forte. É precisamente a forte interação que faz uma forte conexão entre os nucleons constituintes no núcleo do átomo.

A forte interação forma o núcleo de um átomo

Nucleões e quarks

Os nucleons são chamados de pequenas partículas, das quaisconsiste no núcleo do átomo. Eles incluem prótons e nêutrons. O protão é o núcleo do átomo de hidrogênio, que tem uma carga positiva. O nêutron tem carga zero. As massas dessas duas partículas são aproximadamente as mesmas (diferem em 0,14%). Em geral, o átomo é eletricamente neutro. Isto é assegurado por uma carga negativa de elétrons que rodam ao redor do núcleo. Os nucleons participam de uma forte interação. Até recentemente, os cientistas acreditavam que os nucleons são partículas indivisíveis. No entanto, essa teoria entrou em colapso após a descoberta do modelo quark do núcleo e a realização de experimentos confirmando sua verdade. De acordo com isso, prótons e nêutrons consistem em partículas ainda menores - quarks. Cada núcleo é composto por três quarks. Eles têm uma característica específica - "cor" (não tem nada a ver com a cor no sentido tradicional). Esta palavra é geralmente referida como sua carga. São os quarks que realizam uma forte interação, trocando entre si quanta-gluões especiais (traduzidos como "cola"). A conexão entre prótons e neutrons no núcleo é formada pela interação forte residual, chamada de interação nuclear. Não é uma das fundamentais.

Interação forte

Este é um dos quatro fundamentaisinterações na natureza. Ocorre apenas a distâncias da ordem do femtometro. A forte interação é milhares de vezes mais forte do que eletromagnética. Ele às vezes é brincado como um cavaleiro com mãos curtas. Quarks não ocorrem em um estado livre e estão tão fortemente conectados que não podem ser divididos. Pelo menos a ciência moderna não tem idéia de como isso pode ser feito. O fenômeno da forte interação é que à medida que a distância entre quarks aumenta, a força de interação entre eles aumenta várias vezes. Pelo contrário, ao se aproximar da força de interação é significativamente enfraquecido. Ao contrário do forte, a força da interação nuclear diminui acentuadamente com o aumento da distância entre nucleons. A cromodinâmica quântica está estudando a interação do quark. Estuda as propriedades do campo gluon, bem como as características dos quarks (estranheza, charme, cor e outros). No modelo padrão, apenas os quarks e gluons são capazes de uma forte interação. Na teoria gravitacional, também é válido para leptons.