Stiprioji sąveika

Stiprioji sąveika (arba stiprioji branduolinė jėga) yra viena iš keturių pagrindinių jėgų. Kitos jėgos yra elektromagnetizmas, silpna sąveika ir gravitacija. Jos vadinamos fundamentaliosiomis jėgomis, nes jų neįmanoma padaryti paprasčiau.

Stiprioji branduolinė jėga sujungia didžiąją dalį įprastinės medžiagos. Nepaisant to, kad stiprioji sąveika yra galingiausia fundamentalioji jėga, 1038 (1, po kurio seka 38 nuliai) kartų stipresnė už gravitaciją, ji veikia tik kelių femtometrų (fm) atstumu. Tai yra maždaug ^10-15 (0,000000000000001) metrų ilgio atstumas.

Mokslininkai ją dažnai skirsto į dvi dalis: spalvotąją jėgą ir branduolinę jėgą. 0,8 fm ir mažesniu atstumu spalvų jėga sulaiko subatomines daleles, pavyzdžiui, protonus ir neutronus. Esant 1-3 fm atstumams, branduolinė jėga subatomines daleles suriša į atomų branduolius.

Dažnai manoma, kad stipriąją sąveiką valdo gliuonai, kurie stipriąja jėga "sulipdo" kvarkus. Gliuonai gali keistis (judėti) tarp kvarkų, antikvarkų ir kitų gliuonų. Sakoma, kad visos šios dalelės turi "spalvinį krūvį", kurį elementariosios dalelės turi panašiai kaip elektros krūvis. Spalvinį krūvį turinčios dalelės keičiasi gliuonais, panašiai kaip elektros krūvį turinčios dalelės keičiasi fotonais.

Kvantinės chromodinamikos (QCD) teorijoje stiprioji jėga yra kvarkų ir gliuonų sąveika. Kvantinė chromodinamika yra teorija, paaiškinanti skirtingas spalvas [reikalingas šaltinis]. Stiprioji jėga yra pagrindinė gliuonų valdoma jėga, veikianti kvarkus, antikvarkus ir pačius gliuonus.

Stiprioji jėga tiesiogiai veikia tik kvarkus. Tarp hadronų stiprioji jėga vadinama branduoline jėga. Stiprioji jėga yra priežastis, kodėl negalime matyti laisvų kvarkų, t. y. kvarkų, kurie yra patys savaime. Šis įvykis vadinamas spalvų apribojimu - teorija, pagal kurią galima matyti tik hadronus.

Spalva stiprioji jėga

Spalvotoji stiprioji jėga yra branduolinė jėga, kuri veikia tarp trijų kvarkų, iš kurių sudarytas protonas arba neutronas. Ji vadinama spalvotąja stipria jėga, nes, kaip ir elektromagnetinė jėga, stiprioji jėga turi krūvius. Pagrindinis skirtumas tas, kad elektromagnetinė jėga turi tik vieną krūvį (magnetiniai krūviai yra tik lėtai judantys elektros krūviai), o stiprioji jėga - tris. Šių trijų tipų krūviai pavadinti pagal spalvas: raudona, mėlyna ir žalia. Jie taip pat turi ir antikrovinius krūvius: antiraudonąjį, antimėlynąjį ir antižaliąjį. Kaip ir elektromagnetinėje jėgoje, priešingos spalvos traukia, o vienodos - atstumia. Kai kurios spalvinį krūvį turinčios dalelės yra kvarkai ir antikvarkai. Kvarko tipas visiškai nesusijęs su to kvarko spalviniu krūviu. Kvarkai yra vienos mažiausių šiuo metu žmonėms žinomų dalelių; jie neužima vietos, nes yra taškiniai, ir vienintelės dalelės, kurių dar nesugebėjome išskaidyti iš kitų dalelių. Taip yra todėl, kad stiprioji jėga tarp dalelių pasižymi tuo, kad ji tampa tuo stipresnė, kuo labiau dalelės nutolusios viena nuo kitos. Stipriosios jėgos nešėjas vadinamas gluonu. Gliuonai taip pat turi spalvinį krūvį. Ir kvarkai, ir gluonai turi savybių, dėl kurių jie skiriasi nuo kitų dalelių.

Trys kvarkų spalvos (raudona, žalia, mėlyna). Jos susijungia į baltą arba bespalvę spalvą

Trys kvarkų antipalvos (antiraudona, antižalia, antimėlyna). Jie taip pat jungiasi, kad būtų bespalviai; juoda spalva, kai kalbama apie fizinę medžiagą arba pigmentus.

Stiprioji jėga juda tarp protono ir neutrono per gliuonus

Branduolinė jėga

Branduolinė jėga, arba liekamoji (likutinė) stiprioji jėga, yra stiprioji jėga, veikianti tarp hadronų (dalelių, sudarytų iš dviejų ar trijų kvarkų, pvz., protonų ir neutronų). Būtent ji laiko atomo branduolį kartu.

Susiję puslapiai

Dalelių fizika
Izotopas
Branduolinė fizika

Klausimai ir atsakymai

K: Kokios yra keturios pagrindinės fizikos jėgos?

Atsakymas: Keturios pagrindinės fizikos jėgos yra elektromagnetizmas, silpna sąveika, gravitacija ir stiprioji branduolinė jėga.

K: Kuo stiprioji branduolinė jėga skiriasi nuo kitų fundamentaliųjų jėgų?

A: Stiprioji branduolinė jėga yra daug stipresnė už gravitaciją (1038 kartus stipresnė), tačiau ji veikia tik labai mažais atstumais - keliais femtometais (fm). Ji sulaiko subatomines daleles, pavyzdžiui, neutronus ir protonus, taip pat palaiko atomo branduolį.

K: Kas yra kvantinė chromodinamika?

A: Kvantinė chromodinamika (QCD) yra teorija, paaiškinanti skirtingas spalvas. Joje teigiama, kad stiprioji jėga veikia tarp kvarkų ir gliuonų.

K: Kaip veikia spalvų apribojimas?

A: Spalvų sulaikymas atsiranda tada, kai norint atskirti kvarką reikėtų tiek daug energijos, kad vietoj jo būtų sukurti nauji hadronai. Šį reiškinį galima pastebėti dalelių greitintuvuose.

K: Kokios dalelės turi spalvinį krūvį?

A: Kvarkai, antikvarkai ir gliuonai turi spalvinį krūvį, kuris yra panašus į elektros krūvį.

K: Kaip spalvotąjį krūvį turinčios dalelės sąveikauja tarpusavyje?

A: Spalvotąjį krūvį turinčios dalelės tarpusavyje keičiasi gliuonais, panašiai kaip elektros krūvį turinčios dalelės tarpusavyje keičiasi fotonais.

K: Kas atsitinka, kai du hadronai, sudaryti iš kvarkų, sąveikauja tarpusavyje?

Atsakymas: Kai du hadronai, sudaryti iš kvarkų, sąveikauja tarpusavyje, šis stipriosios jėgos poveikis vadinamas branduoline jėga (kuri nėra fundamentalioji).