Co je silná jaderná síla?
Silná jaderná síla, také známá jako silná interakce, je nejsilnější silou ve vesmíru, 10 38krát silnější než gravitace a 100krát silnější než elektromagnetická síla. Jediným úlovkem je, že pracuje pouze na délkových stupnicích atomového jádra a rychle klesá na delší vzdálenosti.
Silná jaderná síla je to, co je osvobozeno během jaderných reakcí, jaké se děje na slunci, jaderných elektrárnách a jaderných bombách. Silná síla je popsána zákony kvantové chromodynamiky, součástí standardního modelu fyziky částic, který byl vyvinut v 70. letech 20. století. Nobelovu cenu za fyziku z roku 2004 získali David Politzer, Frank Wilczek a David Gross.
K silné síle nedochází přímo mezi protony a neutrony v jádru, ale v menších kvarcích, které je tvoří. Síla je zprostředkována základními částicemi zvanými gluony, pojmenovanými podle toho, jak spolu lepí kvarky. Každý proton nebo neutron se skládá ze tří kvarků. Inter-nukleonová síla, která drží jádro pohromadě, je známá jako jaderná síla nebo reziduální silná síla, protože je to jen efekt druhého řádu skutečné silné síly, držící pohromadě své základní kvarky.
Silná síla má vlastnost zvanou asymptotická svoboda, což znamená, že se kvarky přibližují k sobě, síla se zmenšuje, asymptoticky se blíží k nule. A naopak, jak se kvarky rozpadají, síla se zesílí. Nepodaří-li se najít volné kvarky, znamená to, že žádný jev ve vesmíru, s výjimkou snad černých děr, není schopen navzájem trhat kvarky.
Teorie silné síly vyplynuly z pozorování v 50. letech, kdy byla v bublinových komorách pozorována řada různých základních částic zvaných „zoo částic“. Toto spektrum částic vyžadovalo vysvětlení svých vlastností na základě elegantní teorie jejich základních složek. Byla dodána teorie kvantové elektrodynamiky (QED), která poskytuje nejpřesnější známou vědeckou teorii. Je však známou skutečností, že QED není úplná, protože není slučitelná se současnou nejlepší teorií gravitace, obecnou relativitou. Fyzici nadále hledají matematické sjednocení QED a obecné relativity.
Předpokládá se, že mohou existovat kvarkové hvězdy, extrémně vysoké hustoty variant neutronových hvězd s takovým gravitačním tlakem, že jednotlivé neutrony nelze rozlišit, a všechny kvarky se spojí do něčeho, co se podobá jednomu gigantickému neutronu, drženému pohromadě výhradně silnou silou a gravitace. Existence kvarkových hvězd však musí být definitivně potvrzena.