APPLICAZIONE NUMERICA
Valutiamo le intensità delle forze gravitazionali ed elettriche tra nucleoni
(protoni e neutroni)
Forza gravitazionale G* m1*m2/d2=
=6,67*10-11*(1,67*10-27)2/(10-15)2=1,9*10-34[N]
Forza elettrica K*q1*q2/d2=
=9*10+9*(1,6*10-19)2/(10-15)2=2,3*10+2[N]
Nel confronto tra la forza elettrica e gravitazionale, appare evidente come la prima sia enormemente più grande della seconda (2,3*10+2[N] / 1,9*10-34[N]=1,21*10+36)
Perché allora i nuclei non si disintegrano immediatamente?
Per rispondere a tale interrogativo è necessario ipotizzare un’altra iterazione,
attrattiva e di intensità enorme confermata dal fatto che per allontanare le
particelle dal nucleo occorre spendere una enorme q.tà di energia.
Tale forza è chiamata interazione nucleare forte.
Essa agisce solo a breve distanza ~ 10-15 [m] ed è ~ 105 volte più piccola
delle dimensioni di un atomo. Per giustificare questa interazione si suppone
l’esistenza di una forza di scambio: protone e neutrone si scambierebbero
rapidissimamente fra di loro (come un ping-pong) una particella carica
positiva o negativa pari a quella dell’elettrone con l’effetto di convertire il
protone in neutrone e viceversa.
Lo scambio sarebbe così rapido che il protone non
avrebbe il tempo di sperimentare la repulsione di un
altro protone del nucleo in quanto prima di reagire
diventerebbe un neutrone (meccanica quantistica)
La particella di scambio deve essere dotata di
massa e pari a ~ 273 volte quella dell’elettrone (scoperto dal premio nobel
per la fisica 1950 nel 1947 dal fisico britannico Cecil Frank Powell)
A tale particella fu dato il nome di mesone ¶
La forza nucleare debole determina decadimenti radioattivi, ovvero processi nucleari contraddistinti
dall'emissione spontanea di particelle da parte di nuclei particolarmente pesanti; tra l'altro ha
anche la funzione di regolare il ritmo delle reazioni nucleari che avvengono nelle stelle.
