Apresentação do Grupo 8 Arquivo

Física de partículas:
Força Nuclear
Danilo Cardoso Rodrigues Luiz
Osvaldo Botelho
Força entre nucleons
A força nuclear pode ser entendida como a
interação entre os nucleons
(prótons/prótons, prótons/nêutrons,
nêutrons/nêutrons).
Características Gerais:
• As forças nucleônicas são fortes;
• Curto alcance;
• Sempre atrativas (independem da carga
elétrica);
• Saturam-se;
Mais detalhes...
• Para obtermos mais detalhes sobre as
características da força nuclear devemos
partir de um sistema ligado simples;
• O sistema nuclear ligado mais simples
encontrado na natureza é o Dêuteron:
²H
Dêuteron
• Formado de um próton e um nêutron ligados
pela força nucleônica;
Alguns dados obtidos experimentalmente:
 Energia de ligação: DE = 2,22 MeV
 Spin nuclear: i = 1
 Paridade nuclear: positiva
 Momento dipolar magnético: m = +0,857 mn
 Momento quadrupolar elétrico: q = 2,7.10-31 m2
 Raio a meia altura da distribuição de carga: a =
2,1 F
Spin nuclear do dêuteron
Nunca foi observado um spin nuclear nulo para
o dêuteron. Por que?
Uma possível explicação é que a força nuclear
depende da orientação dos spins dos
nucleons;
Evidência qualitativa
Uma evidência qualitativa da hipótese de que a
força nuclear depende da orientação dos
spins dos nucleons é o fato de não
encontrarmos na natureza um sistema ligado
de dois prótons ou dois nêutrons
Princípio de exclusão de Pauli
Limitações
• Existe uma grande dificuldade para descrever
o núcleo através da equação de Shröedinger,
pois além de ter todas as dificuldades já
sabidas para a descrição de átomos e
moléculas temos ainda agravantes, como o
fato de se tratar de um problema de muitos
corpos (difícil de ser tratato), e ainda o fato
de que não existe uma forma analítica para
descrever a interação nuclear.
Interações fundamentais – Teoria de
Yukawa
• Teoria de Yukawa: Força nuclear proveniente da troca de
partículas entre os nucleons, fez isso baseado na
interpretação quântica para a interação eletrostática.
Interpretação quantica para força
eletrostatica
Diagrama de Faynman: Dois elétrons interagem trocando fóton virtual
• Propósta de yukawa: Troca de mésons entre
os nucleons (Interação de curto alcance que
explica a estabilidade atómica)
• O nome mésons veio do fato dessa partícula
ter massa entre a do elétron e o próton.
• A vida desta partícula é muito curta, é de
apenas 1 Bilhonésimo de segundo.(Ocorre
uma violação da concervação da energia)
O méson é detectado
• Com esta proposição, diversos cientistas passaram a fazer
experiências com a finalidade de detectar esta partícula
mediadora (méson). Inicialmente encontraram uma partícula
que parecia atender os pressupostos teóricos, entretanto a
partícula encontrada não poderia ser o méson de Yukawa
porque essas partículas interagiam muito pouco com a
matéria. Tempos mais tarde um grupo de cientistas, entre eles
o brasileiro César Lattes, descobriram um outro tipo de méson
que “decaía” nos méson que já haviam sido identificados. Os
mésons primários, mais pesados, foram denominados méson
PI ou píon, enquanto os mésons secundários são chamados
de mésons mi ou múon.
Interação forte
• Existe uma interação forte que é ainda mais elementar do
que a interação entre nucleons. Esta interação é dada entre
os quarks, partículas que compõe os hádrons (dentre eles,
prótons e nêutrons), esta interpretação é explicada pela
cromodinâmica quântica.
• A força forte seria então uma troca de gluons entre os
quarks.
Forças fundamentais da Natureza
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Força Forte;
Força Fraca;
Força Eletromagnética;
Força Gravitacional;
Obrigado!