Hva er den sterke kjernekraften?

March 7  by Eliza

Den sterke kjernekraften, også kjent som den sterke samspillet, er den sterkeste kraft i universet, 10 38 ganger sterkere enn tyngdekraften og 100 ganger sterkere enn den elektromagnetiske kraften. Den eneste haken er at det virker bare på lengdeskalaer av atomkjernen, raskt slippe av for lengre avstander.

Den sterke kjernekraften er det som er frigjort under kjernefysiske reaksjoner, av den typen som finner sted i solen, atomkraftverk, og atombomber. Den sterke kraften er beskrevet av lovene i kvante chromodynamics, en del av Standardmodellen for partikkelfysikk, som ble utviklet på 1970-tallet. 2004 Nobelprisen i fysikk ble tildelt David Politzer, Frank Wilczek og David Gross.

Den sterke kraften faktisk ikke skje direkte mellom protoner og nøytroner i kjernen, men i de mindre kvarker gjør dem opp. Kraften er mediert av fundamentale partikler som kalles gluoner, oppkalt etter måten de limer kvarker sammen. Hver proton eller nøytron består av tre kvarker. Den inter-nukleon kraft som holder kjernen sammen er kjent som kjernefysisk kraft eller rest sterk kraft, fordi det er bare en andreordenseffekten av den sanne sterk kraft, holder sammen sine konstituerende kvarker.

Den sterke kraften har en egenskap kalt asymptotisk frihet, noe som betyr som kvarker kommer nærmere sammen, reduserer kraften i styrke, asymptotisk nærmer seg null. Motsatt, når de kvarkene kommer lengre fra hverandre, blir den kraft sterkere. Unnlatelse av å finne gratis kvarker har blitt tatt for å bety at ingen fenomener i universet, med unntak av kanskje sorte hull, er i stand til å rippe kvarker fra hverandre.

Teorier om den sterke kraften kom fra observasjoner i 1950, hvor en rekke forskjellige fundamentale partikler kalt den "partikkel zoo" ble observert i boblekammere. Dette spekteret av partikler krevde forklaringer på deres egenskaper basert på en elegant teori av sine underliggende bestanddeler. Teorien om Kvanteelektrodynamikk (QED) levert, og gir den mest presise kvantitative vitenskapelig teori kjent. Det er imidlertid et velkjent faktum at QED ikke er fullstendig, så det ikke er forenlig med dagens beste teori for tyngdekraften, generell relativitet. Fysikere fortsette å søke etter en matematisk forening av QED og generell relativitetsteori.

Det er en hypotese at det kan eksistere kvark stjerner, ekstremt høy tetthet varianter av nøytronstjerner med slike gravitasjonstrykket som enkelte nøytroner ikke kan skilles, og alle kvarker er flettet sammen til noe som ligner en gigantisk nøytron, holdt sammen utelukkende av den sterke kraft og gravitasjon. Eksistensen av kvark stjerner har ennå ikke definitivt bekreftet, imidlertid.

  • Den sterke kjernekraften er det som er frigjort i løpet av kjernefysiske reaksjoner som finner sted ved kjernekraftverk.