قوة قوية ، تفاعل أساسي للطبيعة يعمل بين الجسيمات دون الذرية للمادة. تربط القوة القوية الكواركات معًا في مجموعات لتكوين جسيمات دون ذرية أكثر شيوعًا ، مثل البروتونات والنيوترونات. كما أنه يجمع بين النواة الذرية ويبطن التفاعلات بين جميع الجسيمات التي تحتوي على الكواركات.
الجسيمات دون الذرية: القوة القوية
على الرغم من أن القوة القوية المسماة بشكل مناسب هي أقوى التفاعلات الأساسية ، إلا أنها ، مثل القوة الضعيفة ، قصيرة المدى و
تنبع القوة القوية من خاصية تعرف باسم اللون. هذه الخاصية ، التي ليس لها اتصال مع اللون بالمعنى البصري للكلمة ، تشبه إلى حد ما الشحنة الكهربائية. كما أن الشحنة الكهربائية هي مصدر الكهرومغناطيسية ، أو القوة الكهرومغناطيسية ، فإن اللون هو مصدر القوة القوية. الجسيمات التي ليس لها لون ، مثل الإلكترونات ولبتونات أخرى ، لا "تشعر" بالقوة القوية ؛ الجسيمات ذات اللون ، بشكل أساسي الكواركات ، "تشعر" بالقوة القوية. تأخذ الديناميكا اللونية الكمومية ، نظرية المجال الكمي التي تصف التفاعلات القوية ، اسمها من هذه الخاصية المركزية للون.
البروتونات والنيوترونات هي أمثلة على الباريونات ، وهي فئة من الجسيمات تحتوي على ثلاثة كواركات ، لكل منها واحدة من ثلاث قيم محتملة للون (الأحمر والأزرق والأخضر). قد تتحد الكواركات أيضًا مع العلامات العتيقة (جسيماتها المضادة ، التي لها لون معاكس) لتشكيل ميزونات ، مثل ميزون pi و K ميزونات. لكل من الباريونات والميزونات لون صافي يبلغ صفرًا ، ويبدو أن القوة القوية تسمح فقط بوجود مجموعات ذات لون صفري. محاولات ضرب الكواركات الفردية ، في تصادمات الجسيمات عالية الطاقة ، على سبيل المثال ، لا تؤدي إلا إلى إنشاء جسيمات "عديمة اللون" جديدة ، بشكل رئيسي الميزونات.
في التفاعلات القوية تتبادل الكواركات الغلوونات ، حاملي القوة القوية. الغلونات ، مثل الفوتونات (جزيئات الرسول للقوة الكهرومغناطيسية) ، هي جسيمات بلا كتلة مع وحدة كاملة من الدوران الداخلي. ومع ذلك ، على عكس الفوتونات ، التي ليست مشحونة كهربائيًا وبالتالي لا تشعر بالقوة الكهرومغناطيسية ، تحمل gluons اللون ، مما يعني أنها تشعر بالقوة القوية ويمكنها التفاعل فيما بينها. إحدى نتائج هذا الاختلاف هو أنه في نطاقه القصير (حوالي 10 −15 مترًا ، قطر البروتون أو النيوترون تقريبًا) ، يبدو أن القوة القوية تصبح أقوى مع المسافة ، على عكس القوى الأخرى.
كلما زادت المسافة بين الكواركين ، تزداد القوة بينهما بدلاً من زيادة التوتر في قطعة مرنة حيث يتم فصل طرفيها. في نهاية المطاف سوف تنكسر المرونة ، وتنتج قطعتين. يحدث شيء مشابه مع الكواركات ، لأنه مع طاقة كافية ، فإنه ليس كواركًا واحدًا بل زوجًا من الكواركات القديمة التي يتم "سحبها" من الكتلة. وبالتالي ، يبدو أن الكواركات مغلقة دائمًا داخل الميزونات والباريونات التي يمكن ملاحظتها ، وهي ظاهرة تعرف باسم الحبس. على مسافات مماثلة لقطر البروتون ، يكون التفاعل القوي بين الكواركات أكبر بحوالي 100 مرة من التفاعل الكهرومغناطيسي. ومع ذلك ، على مسافات أصغر ، تصبح القوة القوية بين الكواركات أضعف ، وتبدأ الكواركات في التصرف مثل الجسيمات المستقلة ، وهو تأثير يُعرف بالحرية المقاربة.
