Ποια είναι η ισχυρή πυρηνική δύναμη;

Η ισχυρή πυρηνική δύναμη, επίσης γνωστή ως η ισχυρή αλληλεπίδραση, είναι η ισχυρότερη δύναμη στο σύμπαν, 10 ³⁸ φορές ισχυρότερη από τη βαρύτητα και 100 φορές ισχυρότερη από την ηλεκτρομαγνητική δύναμη.Το μόνο αλιευμάτων είναι ότι λειτουργεί μόνο σε κλίμακες μήκους του ατομικού πυρήνα, μειώνοντας ταχέως για μεγαλύτερες αποστάσεις.

Η ισχυρή πυρηνική δύναμη είναι αυτό που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια των πυρηνικών αντιδράσεων, του είδους που λαμβάνουν χώρα στον ήλιο, σταθμούς πυρηνικής ενέργειας και στις πυρηνικές βόμβες.Η ισχυρή δύναμη περιγράφεται από τους νόμους της κβαντικής χρωδυναμικής, μέρος του τυπικού μοντέλου φυσικής σωματιδίων, το οποίο αναπτύχθηκε στη δεκαετία του 1970.Το βραβείο Νόμπελ στη Φυσική του 2004 απονεμήθηκε στους David Politzer, Frank Wilczek και David Gross.

Η ισχυρή δύναμη δεν συμβαίνει άμεσα μεταξύ πρωτονίων και νετρονίων στον πυρήνα, αλλά στα μικρότερα κουάρκ που τα καθιστούν.Η δύναμη διαμεσολαβείται από τα θεμελιώδη σωματίδια που ονομάζονται Gluons, που ονομάζονται για τον τρόπο με τον οποίο κολλούν κουάρκ μαζί.Κάθε πρωτόνιο ή νετρόνιο αποτελείται από τρία κουάρκ.Η δύναμη μεταξύ του νουκλεόν που συγκρατεί τον πυρήνα μαζί είναι γνωστή ως η πυρηνική δύναμη ή η υπολειπόμενη ισχυρή δύναμη, επειδή είναι μόνο μια επίδραση δεύτερης τάξης της πραγματικής ισχυρής δύναμης, κρατώντας μαζί τους τα συστατικά τους κουάρκ.

Η ισχυρή δύναμη έχει μια ιδιοκτησία που ονομάζεται ασυμπτωτική ελευθερία, που σημαίνει ότι τα κουάρκ πλησιάζουν μαζί, η δύναμη μειώνεται σε δύναμη, πλησιάζοντας ασυμπτωτικά το μηδέν.Αντίθετα, καθώς τα κουάρκες ξεχωρίζουν περισσότερο, η δύναμη γίνεται ισχυρότερη.Η αποτυχία να βρεθούν δωρεάν κουάρκ έχουν σημαίνει ότι δεν υπάρχουν φαινόμενα στο σύμπαν, εκτός από ίσως μαύρες τρύπες, είναι ικανά να σπάσουν τα κουάρκ εκτός από το ένα από το άλλο. Οι θεωρίες της ισχυρής δύναμης προέκυψαν από παρατηρήσεις στη δεκαετία του 1950, όπου μια ποικιλία.των διαφορετικών θεμελιωδών σωματιδίων που ονομάζονταν ζωολογικό κήπο σωματιδίων παρατηρήθηκαν σε θαλάμους φυσαλίδων.Αυτό το φάσμα σωματιδίων απαίτησε εξηγήσεις για τις ιδιότητές τους με βάση μια κομψή θεωρία των υποκείμενων συστατικών τους.Η θεωρία της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής (QED) παραδόθηκε, παρέχοντας την πιο ακριβή ποσοτική επιστημονική θεωρία γνωστή.Ωστόσο, είναι γνωστό ότι ο QED δεν είναι πλήρης, καθώς δεν είναι συμβατό με την τρέχουσα καλύτερη θεωρία της βαρύτητας, τη γενική σχετικότητα.Οι φυσικοί συνεχίζουν να αναζητούν μια μαθηματική ενοποίηση του QED και της γενικής σχετικότητας.

Υποτίθεται ότι μπορεί να υπάρχουν αστέρια Quark, εξαιρετικά υψηλής πυκνότητας παραλλαγές αστεριών νετρονίων με τέτοια βαρυτική πίεση που δεν μπορούν να διακριθούν τα μεμονωμένα νετρόνια και όλα τα κουάρκΜαζί σε κάτι που μοιάζει με ένα γιγαντιαίο νετρόνιο, που συγκρατείται αποκλειστικά από την ισχυρή δύναμη και τη βαρύτητα.Ωστόσο, η ύπαρξη αστέρων Quark δεν έχει ακόμη επιβεβαιωθεί.