Kuvvetli kuvvet, maddenin atom altı parçacıkları arasında hareket eden doğanın temel bir etkileşimi. Güçlü kuvvet, protonlar ve nötronlar gibi daha tanıdık atom altı parçacıklar yapmak için kuarklarda kuarkları birbirine bağlar. Aynı zamanda atom çekirdeğini bir arada tutar ve kuark içeren tüm parçacıklar arasındaki etkileşimlerin temelini oluşturur.
atom altı parçacık: Güçlü kuvvet
Uygun şekilde adlandırılmış güçlü kuvvet, tüm temel etkileşimlerin en güçlüsü olmasına rağmen, zayıf kuvvet gibi, kısa menzilli ve
Güçlü kuvvet, renk olarak bilinen bir özellikten kaynaklanır. Kelimenin görsel anlamında renkle bağlantısı olmayan bu özellik, elektrik yüküne biraz benziyor. Elektrik yükünün elektromanyetizma kaynağı veya elektromanyetik kuvvet olması gibi, renk de güçlü kuvvetin kaynağıdır. Elektronlar ve diğer leptonlar gibi renksiz parçacıklar güçlü kuvveti “hissetmezler”; renkli parçacıklar, özellikle kuarklar, güçlü kuvveti “hissederler”. Kuvvetli etkileşimleri tanımlayan kuantum alan teorisi olan kuantum kromodinamiği, adını rengin bu merkezi özelliğinden alır.
Protonlar ve nötronlar, her biri olası üç renk değerinden (kırmızı, mavi ve yeşil) birine sahip üç kuark içeren bir parçacık sınıfı olan baryonlara örnektir. Kuarklar ayrıca pi mezonlar ve K mezonlar gibi mezonlar oluşturmak için antikarklarla (zıt renkte antipartikülleri) birleşebilir. Baryonlar ve mezonların hepsi net bir renge sahiptir ve güçlü kuvvetin sadece sıfır renkle kombinasyonların var olmasına izin verdiği görülmektedir. Örneğin, yüksek enerjili parçacık çarpışmalarında, ayrı ayrı kuarkları çıkarma girişimleri, sadece yeni “renksiz” parçacıkların, özellikle mezonların yaratılmasına neden olur.
Güçlü etkileşimlerde kuarklar, güçlü kuvvetin taşıyıcıları olan gluonları değiştirir. Gluonlar, fotonlar gibi (elektromanyetik kuvvetin haberci parçacıkları), bütün bir içsel spin birimine sahip kütlesiz parçacıklardır. Bununla birlikte, elektrik yüklü olmayan ve bu nedenle elektromanyetik kuvveti hissetmeyen fotonlardan farklı olarak, gluonlar renk taşır, bu da güçlü kuvveti hissettikleri ve kendi aralarında etkileşime girebilecekleri anlamına gelir. Bu farkın bir sonucu, kısa menzili içinde (yaklaşık 10-15 metre, kabaca bir proton veya nötron çapı), diğer kuvvetlerin aksine, kuvvetin mesafeyle daha güçlü hale geldiği görülmektedir.
İki kuark arasındaki mesafe arttıkça, iki ucu birbirinden ayrıldıkça gerginliğin bir elastik parçada yaptığı gibi aralarındaki kuvvet artar. Sonunda elastik kırılarak iki parça elde edilir. Benzer bir şey kuarklarda olur, çünkü yeterli enerjiyle bir kuark değil, bir kümeden “çekilen” bir kuark-antikoark çifti. Böylece, kuarklar her zaman gözlenebilir mezonlar ve baryonlar içinde kilitli gibi görünmektedir, bu da hapsetme olarak bilinir. Bir protonun çapı ile karşılaştırılabilir mesafelerde, kuarklar arasındaki güçlü etkileşim elektromanyetik etkileşimden yaklaşık 100 kat daha fazladır. Bununla birlikte, daha küçük mesafelerde kuarklar arasındaki kuvvetli kuvvet zayıflar ve kuarklar, asimptotik özgürlük olarak bilinen bir etki olan bağımsız parçacıklar gibi davranmaya başlar.
