Fuerzas en el Núcleo atómico y Quarks

Fuerzas en el núcleo atómico:

Antes de 1970 se suponía que el protón y el neutrón eran partículas fundamentales. Entonces la expresión fuerza fuerte o fuerza nuclear fuerte se refería a lo que hoy en día se denomina fuerza nuclear o fuerza fuerte residual. Esa fuerza fuerte residual es la responsable de la cohesión del núcleo y hoy en día se interpreta como el campo de fuerza asociados a piones emitidos por protones, neutrones y demás hadrones . De acuerdo con la cromodinámica cuántica, la existencia de ese campo de piones que mantiene unido el núcleo atómico es sólo un efecto residual de la verdadera fuerza fuerte que actúa sobre los componentes internos de los hadrones, los quarks. Las fuerzas que mantienen unidos los quarks son mucho más fuertes que las que mantienen unidos a neutrones y protones. De hecho las fuerzas entre quarks son debidas a los gluones y son tan fuertes que producen el llamado confinamiento del color que imposibilita observar quarks desnudos a temperaturas ordinarias, mientras que en núcleos pesados sí es posible separar algunos protones o neutrones por fisión nuclear o bombardeo con partículas rápidas del núcleo atómico.

Históricamente la fuerza nuclear fuerte se forma para compensar las fuerzas electromagnéticas repulsivas que existían en el interior del núcleo al descubrir que este estaba compuesto por protones de carga positiva y neutrones de carga nula. También que su alcance no podía ser mayor que el propio radio del núcleo para que otros núcleos cercanos no la sintieran, ya que si tuviera un alcance mayor todos los núcleos del universo se habrían colapsado para formar un gran conglomerado de masa nuclear. Por esa razón se la denominó en aquel entonces fuerza fuerte. El modelo de Yukawa (1935) explicaba satisfactoriamente muchos aspectos de la fuerza nuclear fuerte o fuerza fuerte residual.

¿Qué son Quarks?

Son los fermiones masivos que interactúan fuertemente formando la materia nuclear. Junto con los leptones, son los constituyentes fundamentales de la materia. Varios se combinan de manera específica para formar partículas subatómicas tales como protones y neutrones.

Los quarks son las únicas partículas fundamentales que interactúan con las cuatro fuerzas fundamentales. Son partículas de espín 1/2, por lo que son fermiones. Forman junto a los leptones, la materia visible.