Wat is de sterke nucleaire kracht?

De sterke nucleaire kracht, ook bekend als de sterke interactie, is de sterkste kracht in het universum, 10 ³⁸ keer sterker dan de zwaartekracht en 100 keer sterker dan de elektromagnetische kracht. De enige vangst is dat het alleen werkt op lengteschalen van de atomaire kern, die snel afvalt voor langere afstanden.

De sterke nucleaire kracht is wat wordt bevrijd tijdens nucleaire reacties, van het soort dat plaatsvindt in de zon, kerncentrales en nucleaire bommen. De sterke kracht wordt beschreven door de wetten van de kwantumchromodynamica, onderdeel van het standaardmodel van deeltjesfysica, dat in de jaren zeventig werd ontwikkeld. De Nobelprijs voor de natuurkunde van 2004 werd toegekend aan David Politzer, Frank Wilczek en David Gross.

De sterke kracht komt niet rechtstreeks voor tussen protonen en neutronen in de kern, maar in de kleinere quarks die ze verzinnen. De kracht wordt gemedieerd door fundamentele deeltjes genaamd Gluons, genoemd naar de manier waarop ze quarks aan elkaar lijmen. Elke protOn of neutron bestaat uit drie quarks. De inter-nucleon-kracht die de kern bij elkaar houdt, staat bekend als de nucleaire kracht of de resterende sterke kracht, omdat het slechts een tweede-orde effect is van de ware sterke kracht, die hun samenstellende quarks bij elkaar houdt.

De sterke kracht heeft een eigenschap die asymptotische vrijheid wordt genoemd, wat betekent dat naarmate quarks dichter bij elkaar komen, de kracht in sterkte afneemt en asymptotisch nul nadert. Omgekeerd, naarmate de quarks verder uit elkaar komen, wordt de kracht sterker. Het niet vinden van gratis quarks is beschouwd als dat er geen fenomenen in het universum, behalve misschien zwarte gaten, in staat zijn quarks van elkaar te scheuren.

Theorieën van de sterke kracht kwamen voort uit observaties in de jaren 1950, waar een verscheidenheid aan verschillende fundamentele deeltjes genaamd de "deeltjesentuin" werd waargenomen in bellenkamers. Dit spectrum van deeltjes geëistverklaringen voor hun eigenschappen op basis van een elegante theorie van hun onderliggende kiezers. De theorie van kwantumelektrodynamica (QED) geleverd, en biedt de meest precieze kwantitatieve wetenschappelijke theorie die bekend is. Het is echter een bekend feit dat QED niet compleet is, omdat het niet compatibel is met de huidige beste theorie van zwaartekracht, algemene relativiteitstheorie. Natuurkundigen blijven zoeken naar een wiskundige eenwording van Qed en algemene relativiteitstheorie.

De hypothese is dat er quark-sterren kunnen bestaan, extreem hoge dichtheid varianten van neutronensterren met een dergelijke zwaartekrachtdruk dat individuele neutronen niet kunnen worden onderscheiden, en alle quarks worden samengevoegd tot iets dat lijkt op één gigantisch neutron, uitsluitend bij elkaar gehouden door de sterke kracht en zwaartekracht. Het bestaan ​​van Quark Stars moet echter nog definitief worden bevestigd.