Hvad er den stærke atomkraft?
Den stærke atomkraft, også kendt som den stærke vekselvirkning, er den stærkeste kraft i universet, 10 38 gange stærkere end tyngdekraften og 100 gange stærkere end den elektromagnetiske kraft. Den eneste fangst er, at den kun opererer på længde skalaer fra atomkernen og hurtigt falder af i længere afstande.
Den stærke atomkraft er, hvad der frigøres under nukleare reaktioner, af den slags, der finder sted i Solen, atomkraftværker og atombomber. Den stærke kraft er beskrevet af kvantekromodynamikens love, en del af standardmodellen for partikelfysik, som blev udviklet i 1970'erne. Nobelprisen i fysik i 2004 blev tildelt David Politzer, Frank Wilczek og David Gross.
Den stærke kraft forekommer faktisk ikke direkte mellem protoner og neutroner i kernen, men i de mindre kvarker, der udgør dem. Kraften er medieret af grundlæggende partikler kaldet gluoner, opkaldt efter den måde, de limer kvarker sammen på. Hver proton eller neutron er sammensat af tre kvarker. Den internukleon-kraft, der holder kernen sammen, er kendt som kernekraften eller den resterende stærke kraft, fordi det kun er en andenordens virkning af den ægte stærke kraft, der holder deres bestanddele kvarker sammen.
Den stærke styrke har en egenskab kaldet asymptotisk frihed, hvilket betyder, at når kvarker kommer tættere på hinanden, styrken mindskes i styrke og asymptotisk nærmer sig nul. Omvendt, når kvarkerne kommer længere fra hinanden, bliver styrken stærkere. Manglen på at finde frie kvarker er blevet antaget at betyde, at ingen fænomener i universet, bortset fra måske sorte huller, er i stand til at rippe kvarker fra hinanden.
Teorier om den stærke styrke kom fra observationer i 1950'erne, hvor en række forskellige grundlæggende partikler kaldet "partikelzoo" blev observeret i boblekamre. Dette spektrum af partikler krævede forklaringer på deres egenskaber baseret på en elegant teori om deres underliggende bestanddele. Teorien om kvanteelektrodynamik (QED) leveret, hvilket giver den mest præcise kvantitative videnskabelige teori, der er kendt. Det er imidlertid et velkendt faktum, at QED ikke er komplet, da det ikke er foreneligt med den aktuelle bedste teori om tyngdekraft, generel relativitet. Fysikere søger fortsat efter en matematisk forening af QED og generel relativitet.
Det antages, at der kan eksistere kvarkstjerner, ekstremt høje-tæthedsvarianter af neutronstjerner med så tyngdekraft, at individuelle neutroner ikke kan skelnes, og alle kvarker flettes sammen til noget, der ligner en gigantisk neutron, der udelukkende holdes sammen af den stærke styrke og tyngdekraft. Eksistensen af kvarkstjerner er imidlertid endnu ikke blevet bekræftet endeligt.