Probablemente ha oído hablar de la fuerza nuclear débil y la fuerza nuclear fuerte, ¿qué significan estas exactamente? ¿es posible entenderlas para el común de las personas? Se puede comprender levemente su existencia mostrando algunas cuestiones sobre el átomo.

El núcleo atómico y la fuerza eléctrica

Estamos compuestos por átomos, estos son la unidad mínima de la materia tal y como la conocemos. Desde luego estos son tan pequeños que no podemos verlos, sin embargo, el fascinante trabajo de muchos físicos a lo largo de la historia ha convergido en el modelo actual del átomo, sabemos bastante de él.

Seguramente la concepción más popular que se tiene del átomo es la imagen de un núcleo de protones y neutrones siendo orbitado por los electrones. La historia de los modelos atómicos esta llena de datos interesantes y anécdotas curiosos.

Hay mucho que divulgar acerca de la forma del átomo, pero ahora solo nos concentraremos en el tema de este artículo, las fuerzas nucleares. Empecemos mostrando la siguiente cuestión: si los protones tienen la misma carga (positiva) ¿cómo pueden estar juntos en el núcleo?, recordemos que las cargas eléctricas del mismo signo se repelen y las contrarias se atraen.

La fuerza eléctrica es bastante conocida en el día a día, su magnitud es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que separa las cargas, como lo enuncia la Ley de Coulumb, es decir, si tenemos dos cargas electricas a una cierta distancia una de otra y reducimos esa distancia a la mitad la magnitud de la fuerza se multiplica por cuatro, así la fuerza sea de atracción o repulsión, de esta manera la fuerza aumenta dramáticamente al acercar mucho las cargas.

La fuerza magnética (entre imanes simples) también es una fuerza que aumenta proporcionalmente con el cuadrado de la distancia, por esta razón usted probablemente ha notado que al acercar mucho los imanes la fuerza entre ellos se hace irresistible.

Existe una fuerza muy fuerte en el núcleo atómico

Fuerza nuclear fuerte o interacción fuerte son dos formas de llamar a lo que mantiene unidos a los protones en el núcleo atómico, su fuerza eléctrica es repulsiva, pero al acercar demasiado los protones entra en acción una fuerza de atracción que vence a la fuerza eléctrica, manteniendo estable el núcleo y de esta manera haciendo posible la existencia de la materia en la forma que hace posible que estemos aquí.

Debido a que es una fuerza que se manifiesta a distancias muy cortas, es llamada fuerza de corto alcance, al contrario de la gravedad o la fuerza eléctrica que son llamadas fuerzas de largo alcance, estas ultimas son de efectos fácilmente observables, solo los físicos de partículas logran poner a su alcance de manera cotidiana los efectos de la fuerza nuclear fuerte.

Por otro lado la fuerza nuclear débil es llamada así por ser de menor magnitud que la interacción fuerte y esta es responsable de la desintegración de los materiales radioactivos. Ambas interacciones provienen de las partículas fundamentales descritas en el Modelo Estándar de la Física de Partículas, la interacción fuerte y débil, la gravedad y la fuerza electromagnética constituyen las cuatro fuerzas fundamentales.

Antes se pensaba que el protón era un partícula fundamental, pero actualmente se sabe que no, los protones y neutrones estan compuestos por otras partículas llamadas Quarks. Puedes conocer más sobre la física de partículas viendo los vídeos de nuestros amigos de This Charming Quark

Realmente hay mucho que decir sobre estas fuerzas, no basta (ni debe bastar) con limitarse a dar información en forma de conceptos o definiciones, es necesario dar conocer la motivación de las explicaciones científicas para poder despertar la curiosidad y las ideas, usted por ejemplo puede ser capaz de imaginar que, si se logra separar un poco los constituyentes del núcleo, liberándolos de la interacción fuerte, saldrían disparados aportando mucha energía, y a esto es lo que se le llamaría energía nuclear.

Los fenómenos que involucran partículas tan pequeñas no son tan fáciles de comprender ya que no se comportan como los objetos macroscópicos a los que estamos acostumbrados, sin embargo, no debe ser motivo para desanimar su curiosidad.