Fizik daya kuat

Kekuatan kuat, interaksi asas alam yang bertindak antara zarah subatom jirim. Kekuatan kuat mengikat quark bersama dalam kelompok untuk membuat zarah subatomik yang lebih dikenali, seperti proton dan neutron. Ia juga menyatukan inti atom dan mendasari interaksi antara semua zarah yang mengandungi quark.

zarah subatom: Daya yang kuat

Walaupun daya kuat yang dinamakan tepat adalah yang paling kuat dari semua interaksi asas, ia, seperti kekuatan yang lemah, adalah jarak pendek dan

Kekuatan kuat berasal dari sifat yang dikenali sebagai warna. Properti ini, yang tidak mempunyai kaitan dengan warna dalam pengertian visual perkataan, agak serupa dengan cas elektrik. Sama seperti cas elektrik adalah sumber elektromagnetisme, atau daya elektromagnetik, begitu juga warna adalah sumber daya kuat. Zarah-zarah tanpa warna, seperti elektron dan lepton lain, tidak "merasakan" kekuatan yang kuat; zarah-zarah dengan warna, terutama quark, "merasakan" kekuatan yang kuat. Kromodinamik kuantum, teori medan kuantum yang menggambarkan interaksi yang kuat, mengambil namanya dari sifat pusat warna ini.

Proton dan neutron adalah contoh baryon, kelas zarah yang mengandungi tiga quark, masing-masing dengan satu dari tiga kemungkinan nilai warna (merah, biru, dan hijau). Quark juga boleh bergabung dengan antiquark (antipartikelnya, yang mempunyai warna yang berlawanan) untuk membentuk meson, seperti meson pi dan meson K. Baryon dan meson semuanya mempunyai warna bersih sifar, dan nampaknya daya yang kuat hanya membenarkan kombinasi dengan warna sifar yang ada. Percubaan untuk melumpuhkan quark individu, dalam pertembungan zarah bertenaga tinggi, misalnya, hanya menghasilkan penciptaan partikel "tidak berwarna" baru, terutama meson.

Dalam interaksi yang kuat, quark bertukar gluon, pembawa kekuatan yang kuat. Gluon, seperti foton (zarah utusan daya elektromagnetik), adalah zarah tanpa massa dengan seluruh unit putaran intrinsik. Walau bagaimanapun, tidak seperti foton, yang tidak dicas elektrik dan oleh itu tidak merasakan daya elektromagnetik, gluon membawa warna, yang bermaksud bahawa mereka merasakan daya kuat dan dapat berinteraksi sesama mereka. Satu hasil dari perbezaan ini adalah bahawa, dalam jarak pendeknya (kira-kira 10 ⁻¹⁵ meter, kira-kira diameter proton atau neutron), daya yang kuat nampaknya semakin kuat dengan jarak, tidak seperti daya yang lain.

Apabila jarak antara dua quark meningkat, daya di antara mereka meningkat berbanding ketegangan pada bahagian elastik kerana kedua ujungnya ditarik terpisah. Akhirnya elastik akan pecah, menghasilkan dua keping. Hal serupa berlaku dengan quark, kerana dengan tenaga yang mencukupi bukan satu quark tetapi sepasang quark-antiquark yang "ditarik" dari gugusan. Oleh itu, quark selalu terkunci di dalam meson dan baryon yang dapat dilihat, suatu fenomena yang dikenali sebagai kurungan. Pada jarak yang setanding dengan diameter proton, interaksi kuat antara quark adalah kira-kira 100 kali lebih besar daripada interaksi elektromagnetik. Namun, pada jarak yang lebih kecil, kekuatan kuat antara quark menjadi semakin lemah, dan quark mulai berkelakuan seperti partikel bebas, kesan yang dikenali sebagai kebebasan asimtotik.