Trong cơ vật lý phân tử nhân và cơ vật lý phân tử, tương tác mạnh là cách thức phát sinh lực phân tử nhân mạnh, và là 1 trong những nhập tư tương tác cơ phiên bản đang được biết, với những tương tác không giống là năng lượng điện kể từ, tương tác yếu đuối và lực thú vị. Trong khoảng chừng 10−15 m (1 femtometer), lực tương tác mạnh vội vã xấp xỉ 137 đợt lực năng lượng điện kể từ, mạnh vội vã một triệu đợt lực tương tác yếu đuối và mạnh vội vã 1038 đợt lực thú vị.[1] Lực phân tử nhân mạnh lưu giữ đa số những vật hóa học thông thường lại cùng nhau cũng chính vì nó trói những phân tử quark trở nên những phân tử hadron như proton và neutron. Trong khi, lực mạnh links những neutron và proton này sẽ tạo đi ra phân tử nhân vẹn toàn tử. Phần rộng lớn lượng của một proton hoặc neutron thường thì là thành quả của tích điện ngôi trường lực mạnh; những quark riêng biệt lẻ chỉ cung ứng khoảng chừng 1% lượng của một proton.
Tương tác mạnh hoàn toàn có thể để ý được ở nhì phạm vi và là trung lừa lọc của nhì phân tử vận chuyển năng lượng điện. Tại quy tế bào to hơn (khoảng 1 cho tới 3 fm), này là lực (do những meson mang) links những proton và neutron (nucleon) cùng nhau sẽ tạo trở nên phân tử nhân của vẹn toàn tử. Tại quy tế bào nhỏ rộng lớn (nhỏ rộng lớn khoảng chừng 0,8 fm, nửa đường kính của một nucleon), này là lực (do gluon đem theo) lưu giữ những phân tử quark lại cùng nhau sẽ tạo trở nên proton, neutron và những phân tử hadron không giống.[2] Trong toàn cảnh sau, nó thông thường được gọi là lực màu. Lực mạnh vốn liếng mang trong mình một độ mạnh cao đến mức độ những phân tử hadron bị buộc ràng vì chưng lực mạnh hoàn toàn có thể dẫn đến những phân tử đem lượng rộng lớn mới nhất. Do bại, nếu như những phân tử hadron phải chịu vì chưng những phân tử tích điện cao, bọn chúng sẽ tạo nên đi ra những phân tử hadron mới nhất chứ không vạc đi ra sự phản xạ vận động tự tại (gluon). Tính hóa học này của lực mạnh được gọi là sự việc giới hạn sắc tố, và nó ngăn ngừa sự "phát xạ" tự tại của lực mạnh: thay cho nhập bại, nhập thực tiễn, những phản lực của những phân tử đem lượng rộng lớn được dẫn đến.
Trong toàn cảnh của phân tử nhân vẹn toàn tử, và một lực tương tác mạnh (liên kết những quark nhập một nucleon) cũng links những proton và neutron cùng nhau sẽ tạo trở nên một phân tử nhân. Với năng lực này nó được gọi là lực phân tử nhân (hay lực mạnh dư). Vì vậy, chân ko kể từ tương tác mạnh thân mật proton và neutron cũng links những phân tử nhân cùng nhau.[2] Do bại, tương tác mạnh còn sót lại tuân theo dõi một hành động tùy thuộc vào khoảng cách Một trong những nucleon trọn vẹn không giống với khi nó hoạt động và sinh hoạt nhằm links những quark nhập nucleon. Trong khi, sự khác lạ tồn bên trên nhập tích điện links của lực phân tử nhân của phản xạ tổ hợp phân tử nhân và sự phân hoạnh phân tử nhân. Phản ứng tổ hợp phân tử nhân lúc lắc đa số sản lượng tích điện bên trên Mặt trời và những ngôi sao sáng không giống. Sự phân hoạnh phân tử nhân được chấp nhận phân chảy những yếu tắc và đồng vị phóng xạ, tuy vậy nó thông thường là trung lừa lọc của tương tác yếu đuối. Về mặt mày tự tạo, tích điện links với lực phân tử nhân được giải hòa một trong những phần nhập tích điện phân tử nhân và vũ trang phân tử nhân, cả nhập vũ trang phân hoạnh dựa vào uranium hoặc plutonium và nhập vũ trang sức nóng hoạnh như bom coi thường khí.[3][4]
Tương tác mạnh được tiến hành vì chưng sự trao thay đổi những phân tử ko lượng gọi là gluon hoạt động và sinh hoạt Một trong những quark, phản quark và những gluon không giống. Gluons được nghĩ rằng tương tác với quark và những gluon không giống vì chưng một loại năng lượng điện gọi là năng lượng điện color. Điện tích color tương tự động như năng lượng điện năng lượng điện kể từ, tuy nhiên nó đem tía loại (± đỏ tía, ± xanh rớt lục, ± xanh rớt lam) chứ không hề cần một, kéo đến một loại lực không giống, với những quy tắc hoạt động và sinh hoạt không giống nhau. Các quy tắc này được trình diễn cụ thể nhập lý thuyết sắc động lực học tập lượng tử (QCD), là lý thuyết về tương tác quark-gluon.
Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]
Trước trong thời hạn 1970, những căn nhà cơ vật lý ko chắc chắn rằng về phương thức phân tử nhân vẹn toàn tử links cùng nhau. Người tớ đang được hiểu được phân tử nhân được kết cấu vì chưng những proton và neutron và những proton chiếm hữu năng lượng điện dương, trong lúc neutron hòa hợp về năng lượng điện. Theo sự nắm rõ của cơ vật lý nhập thời điểm lúc đó, những năng lượng điện dương tiếp tục đẩy nhau và những proton đem năng lượng điện dương tiếp tục khiến cho phân tử nhân tan chảy. Tuy nhiên, điều này đang không lúc nào được để ý thấy. Cần đem lý thuyết cơ vật lý mới nhất nhằm phân tích và lý giải hiện tượng lạ này.
Một lực thú vị mạnh rộng lớn đã và đang được thừa nhận nhằm phân tích và lý giải cơ hội phân tử nhân vẹn toàn tử bị links bỏ mặc lực đẩy năng lượng điện kể từ cho nhau của những proton. Lực fake thuyết này được gọi là lực mạnh, được nghĩ rằng lực cơ phiên bản thuộc tính lên những proton và neutron tạo ra phân tử nhân.
Sau bại người tớ vạc xuất hiện rằng proton và neutron ko cần là những phân tử cơ phiên bản, nhưng mà được tạo nên trở nên kể từ những phân tử cấu trở nên gọi là quark. Lực bú mạnh Một trong những nucleon là thuộc tính phụ của một lực cơ phiên bản rộng lớn links những quark lại cùng nhau trở nên proton và neutron. Lý thuyết sắc động lực học tập lượng tử phân tích và lý giải rằng những quark đem kiểu mẫu gọi là năng lượng điện color, tuy vậy nó ko tương quan gì cho tới color trông thấy được.[5] Các phân tử quark đem năng lượng điện rất khác sắc tố bú nhau tự tương tác mạnh và phân tử thực hiện trung lừa lọc điều này được gọi là gluon.
Hành vi của lực tương tác mạnh[sửa | sửa mã nguồn]
Từ mạnh được dùng vì thế lực tương tác mạnh là lực "mạnh nhất" nhập tư lực cơ phiên bản. Tại khoảng cách 1 femtômét (1 fm = 10 −15 mét) trở xuống, sức khỏe của chính nó vì chưng khoảng chừng 137 lần của lực năng lượng điện kể từ, vài ba triệu đợt lực lượng yếu đuối và khoảng chừng 1038 lần đối với lực thú vị.
Lực tương tác mạnh được tế bào miêu tả vì chưng sắc động lực học tập lượng tử (QCD), một trong những phần của quy mô chi phí chuẩn chỉnh của cơ vật lý phân tử. Về mặt mày toán học tập, QCD là 1 trong những lý thuyết thước đo phi Abel dựa vào một group đối xứng (thước đo) toàn bộ được gọi là SU (3)
Hạt đem lực của tương tác mạnh là gluon, một boson ko lượng. Không tương tự photon nhập năng lượng điện kể từ là hòa hợp, gluon đem năng lượng điện color. Các phân tử quark và gluon là những phân tử cơ phiên bản có một không hai đem năng lượng điện color ko mất tích, và bởi vậy bọn chúng chỉ nhập cuộc nhập những tương tác mạnh cùng nhau. Lực mạnh là thể hiện của tương tác gluon với những phân tử quark và gluon không giống.
Xem thêm: Vì sao nhà giàu thường hay rắc muối vào khe cửa? Hóa ra có công dụng quý ai cũng thích
Tất cả những phân tử quark và gluon nhập QCD tương tác cùng nhau trải qua lực mạnh. Độ bền của tương tác được thông số hóa vì chưng hằng số ghép nối mạnh. Độ bền này được thay cho thay đổi vì chưng năng lượng điện color đo của phân tử, một đặc thù lý thuyết group.
Lực mạnh thuộc tính Một trong những phân tử quark. Không tương tự toàn bộ những lực không giống (điện kể từ, lực yếu đuối và lực hấp dẫn), lực mạnh ko hạn chế chừng mạnh khi khoảng cách Một trong những cặp phân tử quark càng ngày càng tăng. Sau khi đạt được một khoảng cách số lượng giới hạn (khoảng độ cao thấp của một phân tử hadron), nó vẫn ở độ tốt khoảng chừng 10.000 newton (N), bất kể khoảng cách Một trong những quark xa vời rộng lớn từng nào.[6] Khi sự phân tích Một trong những quark tăng thêm, tích điện được thêm vô cặp dẫn đến những cặp quark thích hợp mới nhất thân mật nhì phân tử ban đầu; bởi vậy ko thể dẫn đến những quark riêng không liên quan gì đến nhau. Lời phân tích và lý giải là lượng việc làm được tiến hành ngăn chặn lực với kích thước 10.000 newton đầy đủ sẽ tạo đi ra những cặp phân tử - phản phân tử nhập một khoảng cách rất rất cộc của tương tác bại. Chính tích điện được bổ sung cập nhật nhập khối hệ thống quan trọng nhằm kéo nhì phân tử quark đi ra xa vời nhau sẽ tạo nên đi ra một cặp phân tử quark mới nhất tiếp tục ghép nối với những phân tử lúc đầu. Trong QCD, hiện tượng lạ này được gọi là sự việc giới hạn color sắc; thành quả là chỉ mất những phân tử hadron, ko cần những phân tử quark tự tại riêng biệt lẻ, hoàn toàn có thể được để ý thấy. Sự thất bại của toàn bộ những thử nghiệm mò mẫm tìm kiếm phân tử quark tự tại được xem như là minh chứng của hiện tượng lạ này.
Các phân tử quark và gluon cơ phiên bản nhập cuộc vào một trong những vụ vấp đụng tích điện cao ko thể để ý thẳng được. Sự tương tác dẫn đến những phản lực của những phân tử hadron vừa mới được dẫn đến hoàn toàn có thể để ý được. Những phân tử hadron này được dẫn đến, như 1 thể hiện của sự việc tương tự về lượng - tích điện, khi đầy đủ tích điện được tụ tập vào một trong những links quark - quark, như khi một phân tử quark nhập một proton bị vấp đụng với 1 phân tử rất rất nhanh chóng của một phân tử proton tác dụng nhập một thử nghiệm máy vận tốc phân tử. Tuy nhiên, những plasmas quark – gluon đã và đang được để ý thấy.[7]
Lực mạnh dư[sửa | sửa mã nguồn]
Không cần tình huống từng quark nhập ngoài trái đất đều bú từng quark không giống theo dõi phương thức song lập về khoảng cách bên trên. Sự giới hạn color ý niệm rằng lực mạnh chỉ tác dụng nhưng mà ko thực hiện hạn chế khoảng cách Một trong những cặp quark và rằng nhập tụ họp những quark links (hadron), năng lượng điện color thực của những quark về cơ phiên bản bị diệt quăng quật, kéo đến số lượng giới hạn hoạt động và sinh hoạt của những lực lượng. Do bại, tụ họp những phân tử quark (hadron) gần như là không tồn tại năng lượng điện color, và lực mạnh bởi vậy gần như là không tồn tại Một trong những phân tử hadron bại. Tuy nhiên, việc diệt quăng quật ko trọn vẹn tuyệt vời nhất và vẫn tồn tại một lực lượng dư (mô miêu tả mặt mày dưới). Lực dư này giảm xuống nhanh gọn theo dõi khoảng cách, và bởi vậy đem phạm vi rất rất cộc (hiệu trái ngược là 1 trong những vài ba femto). Nó thể hiện như 1 lực Một trong những phân tử hadron "không màu", và thỉnh thoảng được gọi là lực phân tử nhân mạnh hoặc giản dị và đơn giản là lực phân tử nhân.
]
Lực phân tử nhân tác dụng Một trong những phân tử hadron, được gọi là meson và baryon. "Lực mạnh dư" này, tác dụng con gián tiếp, truyền những gluon tạo nên trở nên một trong những phần của π ảo và ρ meson, cho tới lượt nó, truyền lực Một trong những nucleon lưu giữ phân tử nhân (ngoài protium) cùng nhau.
Do bại, lực mạnh dư là phần dư nhỏ của lực mạnh links những quark cùng nhau trở nên proton và neutron. Lực tương tự động này yếu đuối rất nhiều giữa neutron và proton, cũng chính vì nó đa số bị hòa hợp bên trong bọn chúng, tương tự lực năng lượng điện từ nửa những vẹn toàn tử hòa hợp (lực nài der Waals) yếu đuối rất nhiều đối với lực năng lượng điện kể từ lưu giữ electron links với phân tử nhân., tạo nên trở nên những vẹn toàn tử.[8]
Không giống như như các lực lượng mạnh riêng biệt của tớ, lực lượng mạnh dư hạn chế sức khỏe, và nó nhập thực tiễn hạn chế nhanh gọn khi khoảng cách tăng thêm. Sự hạ xuống gần như là là 1 trong những lũy quá âm của khoảng cách, tuy vậy không tồn tại biểu thức giản dị và đơn giản nào là được biết về điều này; trông thấy tiềm năng của Yukawa. Sự sụt giảm nhanh theo dõi khoảng cách của lực dư thú vị và sự hạn chế không nhiều nhanh chóng rộng lớn của lực đẩy năng lượng điện kể từ thuộc tính Một trong những proton nhập phân tử nhân, phát sinh sự rơi rụng ổn định toan của những phân tử nhân vẹn toàn tử to hơn, ví dụ như toàn bộ những phân tử đem số vẹn toàn tử to hơn 82 (nguyên tố chì).
Mặc mặc dù lực phân tử nhân yếu đuối rộng lớn lực tương tác mạnh, tuy nhiên nó vẫn đang còn tích điện cao: sự gửi tiếp dẫn đến tia gamma. Khối lượng của một phân tử nhân không giống đáng chú ý đối với tổng lượng của những nucleon riêng biệt lẻ. Sự khuyết thiếu lượng này là vì thế năng links với lực phân tử nhân. Sự khác lạ thân mật tàn tật lượng tích điện tổ hợp phân tử nhân và phân hoạnh phân tử nhân.
Hợp nhất[sửa | sửa mã nguồn]
Cái gọi là Lý thuyết thống nhất rộng lớn (GUT) nhằm mục tiêu mục tiêu tế bào miêu tả tương tác mạnh và tương tác năng lượng điện yếu đuối như các hướng nhìn của một lực đơn lẻ, tương tự động như cơ hội tương tác năng lượng điện kể từ và tương tác yếu đuối được thống nhất vì chưng quy mô Glashow – Weinberg – Salam trở nên tương tác năng lượng điện yếu đuối. Tương tác mạnh mang trong mình một đặc điểm gọi là tự tại tiệm cận, nhập bại độ mạnh của lực mạnh hạn chế dần dần ở tích điện (hoặc sức nóng độ) cao hơn nữa. Năng lượng theo dõi lý thuyết nhưng mà sức khỏe của chính nó vì chưng với tương tác năng lượng điện yếu đuối là tích điện thống nhất rộng lớn. Tuy nhiên, chưa tồn tại Lý thuyết Đại thống nhất nào là được thiết kế thành công xuất sắc nhằm tế bào miêu tả quy trình này, và Lý thuyết thống nhất vẫn là 1 trong những yếu tố không được trả lời nhập cơ vật lý.
Nếu GUT là chính, sau Vụ nổ rộng lớn và nhập kỷ vẹn toàn năng lượng điện yếu đuối của ngoài trái đất, lực năng lượng điện yếu đuối tách thoát ra khỏi lực mạnh. Theo bại, một kỷ vẹn toàn thống nhất rộng lớn được nghĩ rằng đang được tồn bên trên trước thời kỳ này.
Xem thêm: Sáng dậy đừng ăn cơm nguội hay mì tôm: Nên ăn 6 món này ngon, bổ rẻ mà toàn bị quên
Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]
- Tương tác cơ bản
- Lý thuyết sắc động lực học tập lượng tử
- Lý thuyết ngôi trường thống nhất
- Lý thuyết thú vị lượng tử vòng
- Lý thuyết dây
Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]
- ^ Relative strength of interaction varies with distance. See for instance Matt Strassler's essay, "The strength of the known forces".
- ^ a b The four forces: the strong interaction Duke University Astrophysics Dept website
- ^ on Binding energy: see Binding Energy, Mass Defect Lưu trữ 2017-06-18 bên trên Wayback Machine, Furry Elephant physics educational site, retr 2012-07-01
- ^ on Binding energy: see Chapter 4 Nuclear Processes, The Strong Force, M. Ragheb 1/27/2012, University of Illinois
- ^ Feynman, R.P. (1985). QED: The Strange Theory of Light and Matter. Princeton University Press. tr. 136. ISBN 978-0-691-08388-9.
The idiot physicists, unable to tướng come up with any wonderful Greek words anymore, gọi this type of polarization by the unfortunate name of 'color', which has nothing to tướng tự with color in the normal sense.
- ^ Fritzsch, op. cite, p. 164. The author states that the force between differently colored quarks remains constant at any distance after they travel only a tiny distance from each other, and is equal to tướng that need to tướng raise one ton, which is 1000 kg × 9.8 m/s² = ~10,000 N.
- ^ “Quark–gluon plasma is the most primordial state of matter”. About.com Education. Bản gốc tàng trữ ngày 18 mon một năm 2017. Truy cập ngày 16 mon một năm 2017.
- ^ Fritzsch, H. (1983). Quarks: The Stuff of Matter. Basic Books. tr. 167–168. ISBN 978-0-465-06781-7.
Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]
- Strong force bên trên Encyclopædia Britannica (tiếng Anh)
- Tương tác mạnh bên trên Từ điển bách khoa Việt Nam
- Các lực nhập bất ngờ, V. Grigôriev và G. Miakisev: Phần 1, Phần 2, Phần 3, Phần 4, Phần 5, Phần 6, Phần 7
Bình luận