Fuerza nuclear fuerte – Qué es, características, importancia y aplicaciones


La fuerza nuclear fuerte es parte del listado que da cuenta de cuáles son las interacciones fundamentales que la física de partículas reconoce dentro del modelo estándar establecido para explicar qué tipos de fuerzas pueden producirse entre partículas subatómicas.

Con la fuerza nuclear débil, la fuerza electromagnética y la fuerza de gravedad se completa el registro más aceptado científicamente (el cual reconoce en el universo, al menos hasta el momento, dos pares de fuerzas fundamentales), aunque hay teorías e investigaciones todavía en proceso de estudio que llevan a creer que se manifiesta además una quinta interacción fundamental.

En relación a la interacción nuclear fuerte, señalada como la responsable de que se mantengan unidos los nucleones que integran el núcleo atómico gracias a su capacidad para vencer la repulsión electromagnética evidenciada entre protones, los expertos en el tema no dudan en afirmar que es la más grande y potente de todas las fuerzas que existen en el universo.

Al buscar una explicación para el fenómeno de la interacción fuerte en el núcleo atómico, los investigadores trabajaron con partículas subatómicas y llegaron a modelos e hipótesis que conforman a la denominada teoría de cuerdas.

Características de la fuerza nuclear fuerte

Más allá de las particularidades mencionadas líneas arriba, la fuerza nuclear fuerte posee muchas otras características.

Es importante destacar, por ejemplo, que los efectos de la interacción fuerte (la cual se observa en dos rangos) son de corto alcance. En un nivel mayor se advierte a la fuerza transportada por mesones y promotora de la unión de neutrones y protones; a pequeña escala, en tanto, gana protagonismo la fuerza conducida por gluones a fin de mantener enlazados a los quarks. Surge, en base a este último escenario, la idea de fuerza del color. Esta propiedad, bautizada como confinamiento de color, está vinculada a los hadrones (tal como se identifica a las partículas de carácter subatómico logradas por la unión de quarks ligados gracias a la fuerza nuclear fuerte).

Este fenómeno, al igual que la llamada libertad asintótica, está contemplado dentro de una teoría cuántica de campos (concretamente, una teoría de gauge) que lleva el nombre de cromodinámica cuántica. De acuerdo a ella, la esencia de la interacción fuerte se establece por una simetría especial advertida en la carga de color que presenta cada uno de los quarks (ellos y los gluones sobresalen entre las partículas entendidas como fundamentales por tener una carga de color no nula).

La teoría del todo posee carácter hipotético y surgió como un modelo que unifica a las interacciones fundamentales.

Importancia

Desde hace muchos años se analizan los rasgos distintivos de la interacción fuerte y se trabaja con ella en múltiples teorías y modelos. Especialistas en física de partículas, por ejemplo, describen la fuerza nuclear fuerte entre nucleones y mesones valiéndose de un modelo nombrado como interacción de Yukawa.

En el abordaje de las partículas elementales, en tanto, quienes se focalizan en física teórica siguen guiados por sus saberes y poder de intuición para seguir desarrollando enfoques, conjeturas y cálculos en torno a las interacciones fuertes.

Con una mirada más amplia se llega a la conclusión de que la fuerza nuclear fuerte es importante ya que es una fuerza residual resultante de la interacción entre gluones y quarks la que garantiza que se mantengan juntos los núcleos de los átomos (evitándose de este modo que éstos colapsen sobre sí mismos), dándole así existencia a cada elemento, objeto y componente del universo.

No se puede dejar de remarcar, en este contexto, que las fuerzas fuertes que intervienen en los quarks son tan potentes e intensas que causan el ya citado confinamiento de color, surgiendo en este marco la noción de fuerza de color.

En física de partículas se estudia a la fuerza nuclear fuerte teniendo en cuenta los vínculos entre todas las fuerzas fundamentales y sus jerarquías, por ejemplo.

Aplicaciones, alcances y hallazgos vinculados a la fuerza nuclear fuerte

La fuerza nuclear fuerte, según se deduce de la práctica, tiene alcances amplios y diversos. Posee implicancias y aplicaciones, por ejemplo, en física de partículas y en cuestiones relacionadas a la cosmología.

Como los investigadores trabajan de manera sostenida para conseguir más precisiones y datos de interés sobre esta fuerza fundamental, de vez en cuando surgen hallazgos y se anuncian novedades revolucionarias.

Un gran desafío científico, por describir un asunto puntual, es encontrarle explicación al desarrollo a muy corta distancia de la tan poderosa fuerza nuclear fuerte. En base a este tema, años atrás se divulgó que físicos pertenecientes al Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) analizaron datos de experimentaciones sobre aceleración de partículas y comprobaron que, al acortarse considerablemente la distancia entre neutrones y protones, tiene lugar una transformación de las interacciones, variando entre acciones de empuje, atracción o repulsión. Estas conclusiones, según se comunicó oficialmente, alumbran el camino de los conocimientos orientados a los sistemas nucleares y a las estrellas de neutrones.

Otro suceso que no ha pasado desapercibido a escala internacional tiene que ver con la medición de la fuerza nuclear fuerte. Hace tiempo se informó que la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), mediante un experimento bautizado como ATLAS, pudo medir con una precisión estimada en el 0,8 por ciento a la fuerza nuclear fuerte. Se trata de un descubrimiento de enorme utilidad para la astrofísica, la cosmología y la exploración de partículas subatómicas.

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