Силно ядрено взаимодействие | е една от четирите фундаментални сили във физиката

Силното взаимодействие или силната ядрена сила е една от четирите фундаментални сили във физиката.

Другите фундаментални сили са електромагнетизмът, слабото взаимодействие и гравитацията. Наричат се фундаментални, защото физиците нямат по-прост начин да разберат какво правят силите и как го правят.

Силната ядрена сила е тази, която държи заедно най-обикновената материя. Това става по два начина: тя държи заедно субатомните частици, като неутрони и протони, и след това държи заедно атомното ядро.

Тя е най-силната фундаментална сила - многократно по-силна от гравитацията (1038 пъти по-силна: това е 1, последвана от 38 нули). Но тя действа само на много малки разстояния от няколко фемтометра (fm). Един фемтометър е 10−15 (0,00000 00000 00001) метра.

Учените често разглеждат двата начина, по които силното взаимодействие действа, като отделни сили: цветната сила и ядрената сила. На разстояния от 0,8 fm и по-малко цветната сила държи заедно субатомни частици като протони и неутрони. При разстояния от 1 до 3 fm остатъчната (остатъчната) силна сила е тази, която държи заедно протоните и неутроните в атомното ядро, затова се нарича ядрена сила. (Това е все едно да мислим за електричеството и магнетизма като за отделни сили, докато основната сила е електромагнетизмът).

Често се смята, че силното взаимодействие е резултат от действието на глуоните, които "слепват" кварките. Глюоните могат да се разменят (преместват) между кварки, антикварки и други глюони. За всички тези частици се казва, че носят цветен заряд - нещо, което някои елементарни частици притежават и което е подобно на електрическия заряд. Частиците с цветен заряд обменят глюони, както частиците с електрически заряд обменят фотони.

Според теорията на квантовата хромодинамика (QCD) силната сила действа между кварките и глуоните. Квантовата хромодинамика е теорията, която обяснява различните цветове. Силната сила е основната сила, контролирана от глюоните: влияе на кварките, антикварките и на самите глюони.

Силната сила влияе пряко само на кварките (като цветна сила). Между хадроните (като протони и неутрони), съставени от кварки, въздействието на силната сила е известно като ядрена сила (която не е фундаментална).

Силата на силната сила е причината да не можем да открием свободни кварки (т.е. кварки, които са сами по себе си). Теорията е, че за отделянето на един кварк би била необходима толкова много енергия, че вместо това биха се създали нови адрони. Това се нарича ограничаване на цвета и се наблюдава в ускорителите на частици.




 

Цветна силна сила

Цветната силна сила е силното взаимодействие между трите кварка, от които е изграден протонът или неутронът. Нарича се цветна силна сила, защото подобно на електромагнитната сила, силната сила има заряди. Електромагнитната сила има само един вид заряд, който може да бъде положителен или отрицателен (магнитните заряди са просто бавно движещи се електрически заряди), но силната сила има три вида. Тези три вида заряди са наречени на цветовете: червен, син и зелен. Те имат и антицветове: античервен, антисин и антизелен. Подобно на положителните и отрицателните заряди на електромагнитната сила, различните цветове се привличат, а еднаквите цветове се отблъскват. Някои частици, които имат цветен заряд, са кварки и антикварки. Видът на кварка изобщо не е свързан с цветовия заряд на този кварк. Кварките са едни от най-малките известни в момента частици. Те не заемат място, тъй като са точки, и са единствените частици, които все още не сме успели да разглобим от други частици. Това е така, защото естеството на силната сила между частиците е такова, че тя става толкова по-силна, колкото по-далеч са частиците. Силовият носител на силната сила се нарича глюон. Глюоните имат и цветен заряд. Както кварките, така и глюоните имат свойства, които ги правят уникални спрямо другите частици, както е описано в Стандартния модел.

·         The three quark colors (red, green, blue). They combine to be white, or colorless

Трите цвята на кварка (червен, зелен, син). Те се комбинират, за да бъдат бели или безцветни

·         The three quark anticolors (antired, antigreen, antiblue). They also combine to be colorless.

Трите антицвята на кварка (античервен, антизелен, антисин). Те също се комбинират, за да бъдат безцветни.

·         The strong force is moved between a proton and neutron through gluons

Силната сила се премества между протон и неутрон чрез глюони


 

Ядрена сила

Ядрената сила или остатъчната силна сила (силата, останала след съединяването на кварките, за да се получат адрони) е (остатъчната) силна сила, действаща между адроните (частици, съставени от кварки, като протони и неутрони). Именно тя държи ядрото на атома заедно.


 

Свързани страници

 

Въпроси и отговори

В: Кои са четирите основни сили във физиката?


О: Четирите фундаментални сили във физиката са електромагнетизмът, слабото взаимодействие, гравитацията и силната ядрена сила.

В: По какво се различава силната ядрена сила от другите фундаментални сили?


О: Силната ядрена сила е много по-силна от гравитацията (1038 пъти по-силна), но тя действа само на много малки разстояния от няколко фемтометра (fm). Тя държи заедно субатомни частици като неутрони и протони, както и атомното ядро.

Въпрос: Какво представлява квантовата хромодинамика?


О: Квантовата хромодинамика (QCD) е теория, която обяснява различните цветове. Според нея силната сила действа между кварките и глуоните.

Въпрос: Как работи ограничаването на цветовете?


О: Ограничаването на цветовете се случва, когато за отделянето на един кварк е необходима толкова много енергия, че вместо това се създават нови адрони. Това явление може да се наблюдава в ускорителите на частици.

В: Кои частици носят цветен заряд?


О: Кварките, антикварките и глуоните носят цветен заряд, който е подобен на електрическия заряд.

В: Как частиците с цветен заряд взаимодействат помежду си?


О: Частиците с цветен заряд обменят помежду си глюони, точно както частиците с електрически заряд обменят помежду си фотони.

В: Какво се случва, когато два адрона, съставени от кварки, взаимодействат помежду си?


О: Когато два адрона, съставени от кварки, взаимодействат помежду си, този ефект на силната сила е известен като ядрена сила (която не е фундаментална).

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3