Silná interakce

Silná interakce (neboli silná jaderná síla) je jednou ze čtyř základních sil. Dalšími jsou elektromagnetismus, slabá interakce a gravitace. Nazývají se základní síly, protože je nelze zjednodušit.

Silná jaderná síla drží pohromadě většinu běžné hmoty. Přestože se jedná o nejsilnější základní sílu, která je 1038krát (1 a 38 nul) silnější než gravitace, silná interakce funguje pouze na vzdálenost několika femtometrů (fm). To je asi ^10-15 (0,000000000000001) metrů.

Vědci ji často dělí na dvě části: barevnou a jadernou sílu. Na vzdálenostech 0,8 fm a menších drží barevná síla subatomární částice, jako jsou protony a neutrony, pohromadě. Ve vzdálenostech 1 až 3 fm jaderná síla váže subatomární částice do atomových jader.

Často se předpokládá, že silná interakce je řízena gluony, které "slepují" kvarky dohromady prostřednictvím silné síly. Gluony lze vyměňovat (přesouvat) mezi kvarky, antikvarky a jinými gluony. O všech těchto částicích se říká, že nesou "barevný náboj", něco, co mají elementární částice a co se podobá elektrickému náboji. Částice s barevným nábojem si vyměňují gluony, podobně jako si částice s elektrickým nábojem vyměňují fotony.

V teorii kvantové chromodynamiky (QCD) je silná síla interakcí mezi kvarky a gluony. Kvantová chromodynamika je teorií, která vysvětluje různé barvy [citace potřebná]. Silná síla je základní silou řízenou gluony, která ovlivňuje kvarky, antikvarky i samotné gluony.

Silná síla působí přímo pouze na kvarky. Mezi hadrony působí silná síla jako jaderná síla. Silná síla je důvodem, proč nemůžeme vidět volné kvarky, tj. kvarky, které jsou samy o sobě. Tento jev se nazývá barevné omezení, teorie, která říká, že můžeme vidět pouze hadrony.

Barevná silná síla

Barevná silná síla je jaderná síla, která působí mezi třemi kvarky, z nichž se skládá proton nebo neutron. Nazývá se barevná silná síla, protože stejně jako elektromagnetická síla má i silná síla náboje. Hlavní rozdíl spočívá v tom, že elektromagnetická síla má pouze jeden náboj (magnetické náboje jsou jen pomalu se pohybující elektrické náboje) a silná síla má náboje tři. Tyto tři typy nábojů jsou pojmenovány podle barev: červená, modrá a zelená. Mají také antibarvy: antičervenou, antimodrou a antizelenou. Stejně jako u elektromagnetické síly se opačné barvy přitahují a stejné barvy odpuzují. Některé částice, které mají barevný náboj, jsou kvarky a antikvarky. Typ kvarku vůbec nesouvisí s barevným nábojem daného kvarku. Kvarky jsou jedny z nejmenších částic, které v současné době člověk zná; nezabírají žádný prostor, protože jsou to body, a jsou to jediné částice, které se nám zatím nepodařilo oddělit od jiných částic. Je tomu tak proto, že podstatou silné síly mezi částicemi je, že je tím silnější, čím jsou částice vzdálenější. Nositel síly silné síly se nazývá gluon. Gluony mají také barevný náboj. Kvarky i gluony mají vlastnosti, které je činí jedinečnými oproti ostatním částicím.

Tři barvy kvarků (červená, zelená, modrá). Jejich kombinací vzniká bílá nebo bezbarvá barva

Tři kvarkové antibarvy (antičervená, antizelená, antimodrá). Kombinují se také jako bezbarvé; černé v případě, že se vztahují k fyzikální hmotě nebo pigmentům.

Silná síla se pohybuje mezi protonem a neutronem prostřednictvím gluonů.

Jaderná síla

Jaderná síla neboli zbytková (zbytková) silná síla je silná síla, která působí mezi hadrony (částice složené ze dvou nebo tří kvarků, např. protony a neutrony). Právě ona drží jádro atomu pohromadě.

Související stránky

Fyzika částic
Izotop
Jaderná fyzika

Otázky a odpovědi

Otázka: Jaké jsou čtyři základní síly ve fyzice?

Odpověď: Čtyři základní síly ve fyzice jsou elektromagnetismus, slabá interakce, gravitace a silná jaderná síla.

Otázka: Jak se liší silná jaderná síla od ostatních základních sil?

Odpověď: Silná jaderná síla je mnohem silnější než gravitace (1038krát silnější), ale působí pouze na velmi krátkých vzdálenostech několika femtometrů (fm). Drží pohromadě subatomární částice, jako jsou neutrony a protony, a také udržuje atomové jádro pohromadě.

Otázka: Co je to kvantová chromodynamika?

Odpověď: Kvantová chromodynamika (QCD) je teorie, která vysvětluje různé barvy. Říká, že silná síla působí mezi kvarky a gluony.

Otázka: Jak funguje udržení barev?

Odpověď: K omezení barev dochází tehdy, když by k oddělení kvarku bylo zapotřebí tolik energie, že by místo něj vznikly nové hadrony. Tento jev lze pozorovat v urychlovačích částic.

Otázka: Jaké částice nesou barevný náboj?

Odpověď: Kvarky, antikvarky a gluony nesou barevný náboj, který je podobný elektrickému náboji.

Otázka: Jak na sebe částice s barevným nábojem vzájemně působí?

Odpověď: Částice s barevným nábojem si mezi sebou vyměňují gluony, stejně jako si částice s elektrickým nábojem mezi sebou vyměňují fotony.

Otázka: Co se stane, když na sebe interagují dva hadrony složené z kvarků?

Odpověď: Když na sebe interagují dva hadrony složené z kvarků, je tento efekt silné síly známý jako jaderná síla (která není fundamentální).