8/3/2019 A Fora Fraca

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A Fora Fraca

A fora fraca, tambm chamada de fora nuclear fraca, uma das foras que atua no interior do ncleo atmico. Vemos ento,surpreendentemente, que duas foras atuam no interior do ncleo atmico: a fora nuclear forte e a fora nuclear fraca.Do mesmo modo que a fora nuclear forte, a fora fraca tambm uma fora de curto alcance. Ela atua somente em uma distancia decerca de 10-16 centmetros.A fora fraca tem , aproximadamente, 10-13 vezes da intensidade da fora eletromagntica.

Para que serve ento a fora fraca?

Se a fora nuclear forte a responsvel pela estabilidade do ncleo atmico, ento para que serve a fora nuclear fraca?

Existem fenmenos que ocorrem no interior do ncleo atmico que, embora tambm estejam relacionados com a estabilidade nuclear,no podem ser explicados sem que postulemos a existncia de uma outra fora, com caractersticas bastante diferentes da foranuclear forte.Entre estes fenmenos nucleares que exigem a presena de um novo tipo de interao est a radioatividade e o decaimento departculas nucleares.

A radioatividade parte integrante da nossa vida. Algum elementos qumicos possuem a caracterstica especial de emitir,espontaneamente, partculas de altas energias. A este fenmeno damos o nome de radioatividade.Um ncleo radioativo instvel porque ele contm ou prtons demais ou neutrons demais. Como conseqncia disso, este ncleoejeta espontaneamente partculas at se tonar estvel. Ao fazer isto, este tomo pode se transformar em um outro elemento qumico .O processo chamado de decaimento.

Alguns istopos decaem rapidamente enquanto que outros o fazem muito lentamente. A tabela abaixo mostra a meia-vida de algunsistopos radioativos. Definimos meia-vida de um istopo como o tempo necessrio para que metade dos ncleos sofram decaimento.

istopo radioativo originalmeia-vida

(em bilhes de anos)istopo final estvel

Potssio (40K) 1,3 Argnio (40Ar)

Rubdio (

87

Ru) 47,0 Estrncio (

87

Sr)Urnio (235U) 0,7 Chumbo (207Pb)

Urnio (238U) 4,5 Chumbo (206Pb)

O estudo dos processos de decaimento radioativo so importantes para determinarmos a idade das rochas. Foram os gelogos, aodatarem a idade de algumas rochas existentes na Terra, que mostraram aos astrnomos que seus clculos sobre a idade das estrelasestavam errados. Para corrigir isto os cientistas tiveram que procurar por novas formas de energia que podiam estar sendo produzidasno interior delas. Foi ento que eles descobriram que havia uma grande produo de energia por processos nucleares nas regies maiscentrais das estrelas. Essa compreenso s foi atingida com a teoria da relatividade e da mecnica quntica .

A partir do desenvolvimento da tecnologia a radioatividade passou a fazer parte da nossa vida. Ela est associada produo deenergia e at mesmo a procedimentos mdicos usados hoje correntemente para o combate a doenas como o cancer.

As foras fracas tambm explicam os processos de decaimento nucleares de vrias partculas elementares, tais como : o decaimentobeta nuclear, o decaimento do pion, do muon e de vrias partculas "estranhas".O que o decaimento de uma partcula? a sua transformao em outras partculas por processos espontneos. Um exemplo dessesdecaimentos o do neutron , mostrado a seguir :

_

n > p+

+ e-+ e

A partcula mais comum que interage somente por meio da fora fraca o neutrino, representada pelo smbolo grego .Ouviremos mais sobre o neutrino quando falarmos sobre os processos de reaes nucleares que ocorrem no interior das estrelas edeterminam a evoluo estelar.

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A teoria atual das foras fracas: a "Teoria Eletrofraca" interessante notar que a fora fraca no era conhecida pela fsica clssica e que sua formulao como teoria estritamente quntica.Isto quer dizer que no existem fenmenos clssicos regidos pela fora fraca. Somente fenmenos que ocorrem no interior do ncleoatmico, ou seja no domnio da fsica quntica, so descritos pela interao fraca.

A primeira teoria das interaes fracas foi apresentada por Fermi em 1933. Mais tarde ela foi aperfeioada por Lee, Yang, Feynman,Gell-Mann e vrios outros nos anos da dcada de 1950.Com o desenvolvimento das pesquisas ficamos sabendo que a fora fraca apenas um aspecto de uma "fora unificada" mais geral,chamada "fora eletrofraca", que combina as propriedades da fora fraca e da fora eletromagntica.

Essa teoria das interaes eletrofracas devida ao fsico ingls Sheldon Glashow, ao fsico norte-americano Steven Weinberg e aofsico paquistans Abdus Salam, que a propuseram nos anos de 1960. A nova teoria das interaes fracas, que chamada deflavordinmica por causa de uma das propriedades intrnsecas das partculas elementares, tambm justamente conhecida comoTeoria de Glashow-Weinberg-Salam. Nesta teoria, as interaes fraca e eletromagntica so apresentadas como manifestaesdiferentes de uma nica fora, a fora eletrofraca. Esta unificao entre a interao fraca e a interao eletromagntica reduz onmero de interaes fundamentais existentes em pocas mais iniciais do Universo a apenas 3: interao gravitacional, interaoforte e interao eletrofraca.

A teoria eletrofraca introduz dois tipos de mediadores, aquelas partculas que so responsveis pelo transporte de informaes sobreestas interaes. Os mediadortes da interao eltrofraca so partculas pesadas, obtidas nos grandes aceleradores de partculas. Parainteraes fracas que envolvem partculas carregadas, os mediadores so as partculas W+ e W-. Por serem mediadas por partculascarregadas, estas interaes tambm so conhecidas como correntes carregadas.

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No caso de interaes fracas que envolvem partculas sem carga, o mediador da interao uma partcula sem carga, ou neutra,

chamada Z0. Por este motivo, estas interaes so chamadas de correntes neutras. A partcula Z0 tambm uma partcula muitopesada.