Interações fundamentais

O Universo tal como o conhecemos existe (e os fenómenos associados à sua existência) devido às possíveis interações entre as partículas existentes.

Existem quatro interações fundamentais conhecidas, com diferentes caraterísticas:

• Interação gravítica;
• Interação eletromagnética;
• Interação forte;
• Interação fraca.

Interação gravítica

Este tipo de interação/força é sempre atrativa, produzindo efeitos até ao infinito. Apesar disso é a mais fraca das quatro interações.

É considerada a responsável pela estabilidade do Universo.

A Lei da Gravitação Universal, formulada por Newton, descreve de forma bastante boa o modo de interação entre partículas com massa. A Relatividade Geral, de Einstein, mudou completamente a forma de pensar acerca desta interação, descrevendo esta interação em função da deformação do espaço-tempo. Atualmente os cientistas tentam melhorar algumas falhas desta teoria de Einstein com uma teoria que será a gravidade quântica.

A partícula mediadora (que relaciona as partículas sujeitas a esta interação) será o gravitão, mas nunca foi observado.

Lei da Gravitação Universal
Força gravítica

Interação eletromagnética

É uma interação que aparece em fenómenos elétricos e magnéticos, podendo ser atrativa ou repulsiva.

É a responsável pela existência dos átomos, moléculas... ou seja, toda a matéria que conhecemos.

A partícula mediadora é o fotão.

Interação forte

Este tipo de interação mantém os quarks unidos (formando protões e neutrões) e os protões e neutrões juntos num mesmo núcleo. É mais forte que a interação eletromagnética e por isso consegue manter juntas partículas com a mesma carga elétrica.

É a interação mais forte das quatro, mas apenas se faz sentir a curtas distâncias (raio de ação semelhante ao tamanho dos núcleos atómicos).

A partícula mediadora é o gluão.

Interação fraca

Esta interação é a responsável pelos fenómenos radioativos.

Apenas se fazem sentir a distâncias muito pequenas, ainda menores do que a interação forte.

Tem várias partículas mediadoras: os bosões W⁺, W^- e Z⁰.

Comparação entre as interações

A tabela seguinte resume e compara as diferentes características das quatro interações fundamentais.

Tabela I - Comparação entre as interações fundamentais (por ordem crescente de intensidade relativa).

Interação eletrofraca

Este tipo de interação é a unificação de duas interações fundamentais: eletromagnética e fraca. Este tipo de interação deverá ter existido no passado, em condições de elevada energia, após o Big Bang. Nas condições atuais do Universo, a interação eletrofraca é vista nas suas duas versões: eletromagnética e fraca.