1. Las cuatro interacciones
| Interacción | Alcance | Intensidad relativa | Mediador |
|---|---|---|---|
| Nuclear fuerte | $\sim10^{-15}$ m | 1 | gluón |
| Electromagnética | infinito | $10^{-2}$ | fotón |
| Nuclear débil | $\sim10^{-18}$ m | $10^{-6}$ | bosones $W^\pm, Z^0$ |
| Gravitatoria | infinito | $10^{-39}$ | (gravitón, hipotético) |
2. Ejemplos resueltos
¿Qué interacción mantiene unido el núcleo, a pesar de la repulsión eléctrica entre protones?
La interacción nuclear fuerte (de corto alcance).
¿Qué interacción es responsable de la desintegración $\beta$?
La interacción débil.
Compara la fuerza eléctrica y la gravitatoria entre un electrón y un protón.
$\dfrac{F_e}{F_g}=\dfrac{ke^2}{Gm_em_p}=\dfrac{9\cdot10^{9}(1{,}6\cdot10^{-19})^2}{6{,}67\cdot10^{-11}\cdot9{,}1\cdot10^{-31}\cdot1{,}67\cdot10^{-27}}\approx2{,}27\cdot10^{39}$
Un electrón y un positrón en reposo se aniquilan en dos fotones. Calcula la energía de cada fotón y su longitud de onda ($m_ec^2=0{,}511$ MeV).
Se conserva la energía: $2\cdot0{,}511=1{,}022$ MeV en total, luego cada fotón tiene $E=0{,}511$ MeV.
$\lambda=\dfrac{hc}{E}=2{,}43\cdot10^{-12}\ \mathrm{m}$
¿Cuál es la energía mínima de un fotón para producir un par electrón-positrón?
$E_{min}=2m_ec^2=2\cdot0{,}511=1{,}02\ \mathrm{MeV}$ (en presencia de un núcleo que absorba el momento).