Page 162 - Un fisico in salotto
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Le interazioni forti


          A ogni buon conto, cosa ci fa pensare che debbano esistere altre interazioni oltre a
          quella gravitazionale e quella elettromagnetica?  Per cominciare, possiamo fare un
          semplice  ragionamento  che  ci  conduce  ad  ammettere  l’esistenza  delle interazioni
          forti. A questo scopo partiamo dalla conoscenza che abbiamo del nucleo atomico.
             Abbiamo già fatto appello a quello che abbiamo studiato al liceo, ricordando che

          il nucleo di un atomo è costituito da un certo numero di protoni e neutroni.
             Il protone è una particella che possiede carica positiva. Esso è stato individuato
          nel nucleo dal fisico neozelandese Ernest Rutherford (1871-1937) nel 1907.
             Il neutrone è una particella che invece non possiede carica elettrica (e per questo è
          stato  chiamato  così).  Esso  è  stato  individuato  nel  nucleo  dal  fisico  inglese  James
          Chadwick (1891-1974) nel 1932.
             Ebbene,  quale  forza  tiene  uniti  insieme  protoni  e  neutroni  a  formare  il  nucleo

          dell’atomo?
             Questo legame non può essere di origine elettromagnetica, poiché si può avere
          una coesione solo fra due particelle con cariche di segno opposto, che si attraggono;
          dunque non fra protoni, che possiedono tutti carica positiva, e neppure fra protoni e
          neutroni o neutroni fra loro poiché il neutrone non possiede carica elettrica.
             Potrebbe trattarsi allora di un legame dovuto alla forza gravitazionale? No. Infatti

          essa,  pur  essendo  sempre  attrattiva,  è  debolissima  rispetto  alla  mutua  repulsione
          elettrostatica esistente tra i protoni. E allora?
             Non c’è altra spiegazione che ammettere l’esistenza di forze attrattive, molto
          intense,  originate  da  un  nuovo  tipo  di  interazione  ,  che  si sovrappongono  alla
          repulsione elettrostatica e che si manifestano soltanto quando i protoni e i neutroni
          sono molto  vicini.  Certo,  perché  a  grandi  distanze  due  protoni  si  respingono
          mutuamente  come  due  qualsiasi  altri  corpi  che  possiedono  cariche  dello  stesso

          segno.
             Che idea possiamo farci, allora, del nucleo atomico?
             Per  aiutarci  con  un  paragone,  possiamo  immaginare  che  queste  ‘nuove’  forze
          attrattive  agiscano  facendo  in  modo  che  protoni  e  neutroni  siano  simili  a  palline
          ricoperte da una sostanza appiccicosa come la colla di un nastro adesivo.

             Quando  queste  palline  sono  a  una  certa  distanza  fra  loro,  il  fatto  che  siano
          ricoperte o meno di colla non fa differenza. Se invece esse si trovano a piccolissima
          distanza, gli strati di colla si toccano e magari, contraendosi un poco, tendono ad
          avvicinare  ulteriormente  le  palline  mantenendole  comunque  strettamente  unite  e
          superando anche una eventuale repulsione di origine elettrostatica.
             L’effetto della colla è quello di stabilire un’interazione che si manifesta con una
          forza molto intensa  tra  le  palline  (per  questo  parliamo  di  interazioni forti)  ed  è
          comunque  un’interazione  a  corto  raggio  di  azione  poiché  svanisce  non  appena  le

          palline  vengono  un  po’  allontanate.  In  queste  ultime  condizioni  prevale
          evidentemente  la  repulsione  elettrostatica  a  lungo  raggio  di  azione,  anche  se
          intrinsecamente molto più debole della precedente.
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