Jaka interakcija

Animacija snažne interakcije između protona i neutrona, posredovana pionima. Obojeni mali dvostruki krugovi unutra su gluoni .

Animacija ograničenja boje, svojstva snažne interakcije. Ako se energija dovede do kvarkova kao što je prikazano, gluonska cijev koja povezuje kvarkove izdužuje se sve dok ne dostigne tačku u kojoj "pukne" i energija dodana sistemu rezultira formiranjem para kvark- antikvark. Stoga se pojedinačni kvarkovi nikada ne vide u izolaciji.

U nuklearnoj fizici i fizici elementarnih čestica, jaka interakcija, također nazvana jaka sila ili jaka nuklearna sila, jedna je od četiri poznate fundamentalne interakcije. Ona ograničava kvarkove u protone, neutrone i druge hadronske čestice, a također veže neutrone i protone stvarajući atomska jezgra, gdje se naziva nuklearna sila.

Većina mase protona ili neutrona rezultat je energije jake interakcije; pojedinačni kvarkovi daju samo oko 1% mase protona. U rasponu od 10⁻¹⁵ m (1 femtometar, nešto više od radijusa nukleona), jaka sila je približno 100 puta jača od elektromagnetizma, 106 puta jača od slabe interakcije i 10³⁸ puta jača od gravitacije.

Njena posljedica je i privlačenje između nukleona (protona i neutrona), tzv. rezidualna jaka nuklearna sila koju prenose mezoni. Njen domet iznosi oko :

$\ s=10^{-15}$ m

Jaka sila je sila koja drži atome na skupu, odnosno drži energiju koja je pohranjena u jezgru atoma. Jaka sila je drugim riječima lijepilo koje čini atome stabilnim.

To je najmoćnija sila u prirodi. Jača je od elektromagnetne i zbog nje se protoni drže zajedno u jezgrama atoma. Djeluje samo na vrlo malim udaljenostima. Kod teških atoma jezgra se raspada jer je elektromagnetska sila koja razdvaja čestice istog naboja ukupan zbroj sila svih prisutnih protona i nadjačava rezidualnu jaku nuklearnu silu koja djeluje samo na susjedne čestice (protone ili neutrone) i drži ih skupa. Neutroni su ovdje samo posrednici koji onemogućavaju direktan kontakt između protona.

U kontekstu atomskih jezgri, sila povezuje protone i neutrone zajedno kako bi formirala jezgro i naziva se nuklearna sila (ili preostala jaka sila). Budući da je sila posredovana masivnim, kratkoživućim mezonima na ovoj skali, zaostala jaka interakcija se pokorava ponašanju ovisno o udaljenosti između nukleona koje se prilično razlikuje od onoga kada djeluje tako da veže kvarkove unutar hadrona. Također postoje razlike u energijama vezivanja nuklearne sile u odnosu na nuklearnu fuziju u odnosu na nuklearnu fisiju. Nuklearna fuzija predstavlja većinu proizvodnje energije na Suncu i drugim zvijezdama. Nuklearna fisija omogućava raspad radioaktivnih elemenata i izotopa, iako je često posredovana slabom interakcijom. Umjetno se energija povezana s nuklearnom silom djelimično oslobađa u nuklearnoj energiji i nuklearnom oružju, kako u fisijskom oružju na bazi uranija ili plutonija, tako i u fuzijskom oružju poput hidrogenske bombe.

Prije 1971. fizičari nisu bili sigurni kako je atomsko jezgro povezano. Bilo je poznato da je jezgro sastavljeno od protona i neutrona i da protoni posjeduju pozitivan električni naboj, dok su neutroni električno neutralni. Prema tadašnjem razumijevanju fizike, pozitivni naboji bi se međusobno odbijali, a pozitivno nabijeni protoni bi trebali uzrokovati da se jezgro razleti. Međutim, to nikada nije uočeno. Nova fizika je bila potrebna da se objasni ovaj fenomen.

Također pogledajte

• Kolor naboj
• Nuklearna fizika
• Standardni model
• Slaba interakcija

Literatura

• Christman, J.R. (2001). "MISN-0-280: The Strong Interaction" (PDF).
• Griffiths, David (1987). Introduction to Elementary Particles. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-60386-3.
• Halzen, F.; Martin, A.D. (1984). Quarks and Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-88741-6.
• Kane, G.L. (1987). Modern Elementary Particle Physics. Perseus Books. ISBN 978-0-201-11749-3.
• Morris, R. (2003). The Last Sorcerers: The Path from Alchemy to the Periodic Table. Joseph Henry Press. ISBN 978-0-309-50593-2.

Nedovršeni članak Jaka interakcija koji govori o fizici treba dopuniti. Dopunite ga prema pravilima Wikipedije.