Στις μελέτες μας είδαμε ότι ο πυρήνας ενός ατόμου αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια. Γνωρίζουμε ότι τα πρωτόνια φέρουν θετικά ηλεκτρικά φορτία, ενώ τα νετρόνια δεν έχουν φορτία, δηλαδή είναι ουδέτερα σωματίδια. Έχουμε επίσης δει ότι σωματίδια του ίδιου ηλεκτρικού φορτίου ασκούν απωθητική δύναμη μεταξύ τους, ενώ φορτία με αντίθετα σήματα ασκούν ελκυστική δύναμη μεταξύ τους.
Σύμφωνα με αυτόν τον «κανόνα», οι χρεώσεις του ίδιου σήματος απωθούν μεταξύ τους. Ποια είναι λοιπόν η δύναμη που αναγκάζει τα πρωτόνια να κολλήσουν μεταξύ τους στον πυρήνα ενός ατόμου;
Σε απάντηση σε αυτό το ερώτημα, μπορούμε να πούμε ότι καθώς δύο πρωτόνια πλησιάζουν, οι δυνάμεις απώθησης γίνονται όλο και πιο έντονες. Ας δούμε την παραπάνω εικόνα. Πώς είναι δυνατόν να παραμείνουν ενωμένοι στον πυρήνα;
Σε μια βαθύτερη ανάλυση, σε ατομικό επίπεδο, μπορούμε να πούμε ότι ο λόγος για ένα τέτοιο γεγονός είναι ότι μεταξύ των πρωτονίων υπάρχει ύπαρξη ενός άλλου τύπου δύναμης, μιας δύναμης διαφορετικής από αυτές που γνωρίζουμε (βαρυτική και ηλεκτρική), με τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
Είναι μια ελκυστική δύναμη που υπάρχει μόνο όταν η απόσταση (d) που διαχωρίζει τα πρωτόνια είναι τέτοια που d ≤ 10-15 Μ. Έτσι μπορούμε να το πούμε για απόσταση δ ≤ 10-15 Μ, είναι μια δύναμη πιο έντονη από την δύναμη της απωθητικής ηλεκτρικής ενέργειας.
Σήμερα γνωρίζουμε αυτήν τη δύναμη ως πυρηνική δύναμη. Ας κάνουμε το ακόλουθο πείραμα μόνο για σκέψη, όπου προσπαθούμε να προσεγγίσουμε δύο πρωτόνια, ξεκινώντας από μια κατάσταση όπου η απόσταση d γίνεται ίση με 10-15 m, ξαφνικά αρχίζει να παίζει πυρηνική δύναμη, προσέλκυση και ένωση των πρωτονίων.
Η πυρηνική δύναμη δρα επίσης μεταξύ δύο νετρονίων, καθώς και μεταξύ ενός πρωτονίου και ενός νετρονίου. Τότε αυτό εγγυάται τη σταθερότητα του πυρήνα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι τόσο δύσκολο να αποσπάσετε πρωτόνια και νετρόνια από τον πυρήνα ενός ατόμου. Είναι ευκολότερο να διαχωριστούν ηλεκτρόνια, τα οποία δεν υποφέρουν από τη δράση της πυρηνικής δύναμης.
Από τον Domitiano Marques
Αποφοίτησε στη Φυσική
Σχολική ομάδα της Βραζιλίας
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-forca-nuclear.htm