Por que os cientistas estão preocupados com o problema do átomo?

Índice:

Por que os cientistas estão preocupados com o problema do átomo?
Por que os cientistas estão preocupados com o problema do átomo?
Anonim

Ninguém sabe exatamente quais processos estão ocorrendo dentro do átomo. A única coisa que permanece conhecida com segurança é que os elétrons correm ao redor dos orbitais na camada externa do átomo, formando uma grande quantidade de espaço vazio, no centro do qual está um núcleo de prótons e nêutrons. Reunidos, prótons e nêutrons dão ao átomo propriedades únicas que determinam ainda mais certas qualidades de uma substância, que pode ser oxigênio ou hidrogênio, ferro ou xenônio. De acordo com um artigo publicado no livescience.com, ainda não se sabe como exatamente prótons e nêutrons se comportam dentro do átomo. Além disso, os experimentos realizados mostraram que os prótons e nêutrons localizados dentro do núcleo parecem ser muito maiores do que realmente são. A que essas propriedades estão associadas e como podem ser aplicadas na prática?

Como funciona um átomo?

Como você deve saber, os prótons e nêutrons localizados dentro do átomo são feitos de minúsculas partículas chamadas quarks, cujas interações são tão fortes que nenhuma força externa pode deformá-las. Gerald Miller, um físico nuclear da Universidade de Washington, acredita que os núcleos que se formam quando os prótons e os nêutrons se fundem têm muito pouca energia dentro deles. Quando, em 1983, físicos da Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (CERN) notaram que os feixes de elétrons eram repelidos pelo ferro de uma maneira diferente dos prótons livres, eles concluíram que o problema de tamanho faz com que os prótons e nêutrons dentro de núcleos pesados ajam como se estivessem tinha tamanhos muito grandes. Esse fenômeno foi chamado de efeito EMC em homenagem ao grupo que o descobriu acidentalmente.

Image
Image

Quarks são as menores partículas descobertas no universo

Enquanto os quarks, as partículas especiais que constituem os núcleons, interagem entre si dentro de um próton e um nêutron separados, os quarks localizados em prótons e nêutrons diferentes não podem interagir ativamente entre si. Ao mesmo tempo, devido ao fato de cerca de 20% dos núcleos do núcleo estarem realmente fora de seus orbitais, a interação entre eles é muito mais energética do que o normal. Esse fenômeno surge porque os quarks são capazes de penetrar nas paredes dos núcleons, causando a destruição das paredes dentro dos prótons e nêutrons individuais.

Apesar de essa teoria das interações parecer muito plausível, os especialistas acreditam que a hipótese não resolve completamente o problema do núcleo atômico, sugerindo substituí-lo pela chamada cromodinâmica quântica ou por um sistema de regras que governam o comportamento dos quarks. A dificuldade em resolver esse problema reside no baixo nível das tecnologias modernas, que não permitem os cálculos cromodinâmicos extremamente complexos necessários para confirmar a teoria.

No entanto, o efeito EMS já pode ajudar a esclarecer algumas questões importantes da física quântica moderna. A introdução de supercomputadores ajudará a resolver o problema do átomo? Talvez o tempo diga.

Recomendado: