Forță puternică, o interacțiune fundamentală a naturii care acționează între particulele subatomice de materie. Forța puternică leagă quark-urile în grupuri pentru a face particule subatomice mai familiare, precum protoni și neutroni. De asemenea, ține împreună nucleul atomic și stă la baza interacțiunilor dintre toate particulele care conțin quark.
particule subatomice: Forța puternică
Deși forța puternică numită este cea mai puternică dintre toate interacțiunile fundamentale, la fel ca forța slabă, este pe termen scurt și
Forța puternică își are originea într-o proprietate cunoscută sub numele de culoare. Această proprietate, care nu are nicio legătură cu culoarea în sensul vizual al cuvântului, este oarecum analogă încărcării electrice. La fel cum încărcarea electrică este sursa de electromagnetism sau forța electromagnetică, la fel și culoarea este sursa forței puternice. Particulele fără culoare, cum ar fi electronii și alte leptone, nu „simt” forța puternică; particulele cu culoare, în principal quark-urile, „simt” forța puternică. Cromodinamica cuantică, teoria cuantică a câmpurilor care descrie interacțiuni puternice, își ia numele de la această proprietate centrală a culorii.
Protonii și neutronii sunt exemple de baroni, o clasă de particule care conțin trei quarkuri, fiecare având una dintre cele trei valori posibile ale culorii (roșu, albastru și verde). Quark-urile se pot combina, de asemenea, cu antiquarks (antiparticulele lor, care au culoare opusă) pentru a forma mezoane, cum ar fi mezoanele pi și mezoanele K. Barionii și mezoanele au toate o culoare netă de zero și se pare că forța puternică permite doar existența combinațiilor cu culoarea zero. Încercările de a elimina quark-urile individuale, de exemplu, în ciocniri de particule cu energie mare, au ca rezultat doar crearea de noi particule „incolore”, în principal mezoane.
În interacțiuni puternice, quark-urile schimbă gluoni, purtătorii forței puternice. Gluonii, ca și fotonii (particulele de mesagerie ale forței electromagnetice), sunt particule fără masă cu o întreagă unitate de rotire intrinsecă. Cu toate acestea, spre deosebire de fotoni, care nu sunt încărcați electric și, prin urmare, nu simt forța electromagnetică, gluonii poartă culoare, ceea ce înseamnă că simt forța puternică și pot interacționa între ei. Un rezultat al acestei diferențe este faptul că, în cadrul gamei sale scurte (aproximativ 10 -15 metri, aproximativ diametrul unui proton sau un neutron), forța puternică pare să devină mai puternică cu distanța, spre deosebire de celelalte forțe.
Pe măsură ce distanța dintre două quark crește, forța dintre ele crește mai degrabă pe măsură ce tensiunea se produce într-o bucată de elastic, deoarece cele două capete ale acestuia sunt îndepărtate. În cele din urmă, elasticul se va rupe, obținând două bucăți. Ceva similar se întâmplă cu quark-urile, căci cu suficientă energie nu este un singur quark, ci o pereche quark-antiquark care este „trasă” dintr-un cluster. Astfel, quark-urile par să fie întotdeauna blocate în mesonele și barionele observabile, fenomen cunoscut sub numele de închis. La distanțe comparabile cu diametrul unui proton, interacțiunea puternică între quark este de aproximativ 100 de ori mai mare decât interacțiunea electromagnetică. La distanțe mai mici, însă, forța puternică dintre quark devine mai slabă, iar quark-urile încep să se comporte ca particule independente, efect cunoscut sub numele de libertate asimptotică.
