Güçlü, zayıf, yerçekimi ve elektromanyetik kuvvetler olarak bilinen dört doğal kuvvetten uygun olanı olarak adlandırılan güçlü kuvvet diğer üçüne hakimdir ve atom çekirdeğini tutma görevine sahiptir. birlikte. Bununla birlikte, menzili çok küçüktür - yaklaşık orta büyüklükte bir çekirdeğin çapı. Şaşırtıcı bir şekilde, güçlü kuvvet uzun mesafeler boyunca etkili olsaydı, tanıdık dünyadaki her şey - göller, dağlar ve canlılar - tek bir büyük bina büyüklüğünde bir yığın halinde ezilirdi.
Atom Çekirdeği ve Güçlü Kuvvet
Evrendeki her atom, bir veya daha fazla elektrondan oluşan bir bulutla çevrili bir çekirdekten oluşur. Çekirdek sırayla bir veya daha fazla proton içerir; hidrojen hariç tüm atomların da nötronları vardır. Güçlü kuvvet, protonların ve nötronların çekirdekte bir arada kalmaları için birbirini çekmesine neden olur; ancak, güçlü kuvvetin çekirdeğin dışında çok az etkisi olduğu için komşu atomların protonlarını ve nötronlarını çekmezler.
Güçlü ve Elektromanyetik Kuvvetler
Protonlar, pozitif elektrik yüklü parçacıklardır. Yükler birbirini ittiği için protonlar birbirine yaklaştıkça itici bir kuvvete maruz kalır ve yaklaştıkça kuvvet hızla artar. İtmeyi üreten elektromanyetik kuvvet, büyük mesafeler boyunca etki eder, bu nedenle protonlara başka bir kuvvet etki etmedikçe birbirlerine dokunmazlar. Nötronların ise yükü yoktur; serbest nötronlar engellenmeden hareket eder. Protonlar ve nötronlar milimetrenin trilyonda biri kadar yaklaştığında, güçlü kuvvet devreye girer ve parçacıklar birbirine yapışır.
parçacık masa tenisi
Dört temel kuvveti yöneten modern teori, tıpkı bir pinpon oyununda olduğu gibi, bunların küçük parçacıkların ileri geri alışverişlerinin ürünü olduğunu öne sürer. Bu oyunda, Heisenberg Belirsizlik İlkesi kuralları belirler - ağır parçacıklar kısa mesafeler arasında hareket edebilirken hafif parçacıklar uzun mesafelere ulaşabilir. Elektromanyetizma durumunda, parçacıklar kütlesi olmayan fotonlardır; elektromanyetik kuvvet sonsuz bir mesafeye uzanır. Pion adı verilen çok ağır parçacıklar güçlü kuvvete aracılık eder, ancak menzili son derece kısadır.
Nükleer füzyon
Yerçekimi güneşi ve diğer yıldızları bir arada tutar; devasa hidrojen ve helyum gazı kütlesi, çekirdekte, protonları ve nötronları bir araya getirmeye zorlayan devasa basınçlar üretir. Yaklaştıklarında, güçlü kuvvet devreye giriyor ve birbirlerine yapışıyorlar, bu süreçte enerjiyi serbest bırakıyorlar ve hidrojeni helyuma dönüştürüyorlar. Bilim adamları buna füzyon reaksiyonu diyor ve kömür veya benzin yakmak gibi kimyasal reaksiyonlardan 10 milyon kat daha fazla enerji üretiyor.
nötron yıldızları
Bir nötron yıldızı, yıldızın ömrünün sonunda meydana gelen bir patlamanın kalıntısıdır. Manhattan büyüklüğünde bir alana sıkıştırılmış bir yıldız kütlesinden oluşan ultra yoğun bir nesnedir. Nötron yıldızında, güçlü kuvvet baskındır çünkü patlama tüm protonları ve nötronları bir araya getirmeye zorlamıştır. Yıldızın atomu yoktur; büyük bir parçacık topu haline geldi. Atomlar çoğunlukla boş uzay olduğundan ve nötron yıldızı tüm alanı sıkıştırdığından, yoğunluğu muazzamdır. Bir çay kaşığı nötron yıldızı maddesi 10 milyon ton ağırlığında olurdu. Dünya atomlardan oluştuğu için, güçlü kuvvet bir şekilde aniden uzun mesafelerde etki ederse, tüm protonlar ve nötronlar bir araya toplanacak ve birkaç yüz metre çapında ve Dünya'nın tüm özelliklerine sahip bir küre ile sonuçlanacaktı. orijinal kütle.