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 tứ tương tác cơ phiên bản vẫn biết, với những tương tác không giống là năng lượng điện kể từ, tương tác yếu đuối và lực mê hoặc. Trong khoảng tầm 10−15 m (1 femtometer), lực tương tác mạnh cấp xấp xỉ 137 phiên lực năng lượng điện kể từ, mạnh cấp một triệu phiên lực tương tác yếu đuối và mạnh cấp 1038 phiên lực mê hoặc.[1] Lực phân tử nhân mạnh lưu giữ đa số những vật hóa học thông thường lại cùng nhau chính vì nó trói những phân tử quark trở nên những phân tử hadron như proton và neutron. Dường như, lực mạnh links những neutron và proton này muốn tạo rời khỏi phân tử nhân nguyên vẹn 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 rẽ lẻ chỉ hỗ trợ khoảng tầm 1% lượng của một proton.
Tương tác mạnh rất có thể để ý được ở nhị phạm vi và là trung gian dối của nhị phân tử chuyên chở 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 muốn tạo trở nên phân tử nhân của nguyên vẹn tử. Tại quy tế bào nhỏ rộng lớn (nhỏ rộng lớn khoảng tầm 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 muốn 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 với cùng một độ mạnh cao đến mức độ những phân tử hadron bị buộc ràng bởi vì lực mạnh rất có thể đưa đến những phân tử với lượng rộng lớn mới nhất. Do cơ, nếu như những phân tử hadron phải chịu bởi vì những phân tử tích điện cao, bọn chúng sẽ khởi tạo rời khỏi những phân tử hadron mới nhất chứ không trị rời khỏi sự phản xạ hoạt động tự tại (gluon). Tính hóa học này của lực mạnh được gọi là việc giới hạn sắc tố, và nó ngăn ngừa sự "phát xạ" tự tại của lực mạnh: thay cho nhập cơ, nhập thực tiễn, những phản lực của những phân tử với lượng rộng lớn được đưa đến.
Trong toàn cảnh của phân tử nhân nguyên vẹn tử, và một lực tương tác mạnh (liên kết những quark nhập một nucleon) cũng links những proton và neutron cùng nhau muốn tạo trở nên một phân tử nhân. Với tài năng này nó được gọi là lực phân tử nhân (hay lực mạnh dư). Vì vậy, chân ko kể từ tương tác mạnh thân thiết proton và neutron cũng links những phân tử nhân cùng nhau.[2] Do cơ, tương tác mạnh sót lại tuân theo đòi 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. Dường như, 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 hạch sách phân tử nhân. Phản ứng tổ hợp phân tử nhân cướp đa số sản lượng tích điện bên trên Mặt trời và những ngôi sao sáng không giống. Sự phân hạch sách phân tử nhân được chấp nhận phân tung những nhân tố và đồng vị phóng xạ, tuy vậy nó thông thường là trung gian dối của tương tác yếu đuối. Về mặt mũi tự tạo, tích điện links với lực phân tử nhân được hóa giải 1 phần nhập tích điện phân tử nhân và tranh bị phân tử nhân, cả nhập tranh bị phân hạch sách dựa vào uranium hoặc plutonium và nhập tranh bị sức nóng hạch sách như bom coi thường khí.[3][4]
Tương tác mạnh được triển khai bởi vì 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 cho rằng tương tác với quark và những gluon không giống bởi vì một loại năng lượng điện gọi là năng lượng điện màu sắc. Điện tích màu sắc tương tự động như năng lượng điện năng lượng điện kể từ, tuy nhiên nó với tía loại (± đỏ gay, ± xanh rờn lục, ± xanh rờn lam) chứ không hề nên một, kéo theo 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 điểm 1970, những ngôi nhà cơ vật lý ko chắc chắn là về phương pháp phân tử nhân nguyên vẹn tử links cùng nhau. Người tao vẫn hiểu được phân tử nhân được cấu trúc bởi vì 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 tung. Tuy nhiên, điều này đang không lúc nào được để ý thấy. Cần với lý thuyết cơ vật lý mới nhất nhằm lý giải hiện tượng lạ này.
Một lực mê hoặc mạnh rộng lớn và được thừa nhận nhằm lý giải cơ hội phân tử nhân nguyên vẹn tử bị links mặc kệ lực đẩy năng lượng điện kể từ cho nhau của những proton. Lực fake thuyết này được gọi là lực mạnh, được cho rằng lực cơ phiên bản ứng dụng lên những proton và neutron tạo ra phân tử nhân.
Sau cơ người tao trị sinh ra rằng proton và neutron ko nên 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 mút hút mạnh Một trong những nucleon là ứng dụng 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 lý giải rằng những quark đem cái gọi là năng lượng điện màu sắc, tuy vậy nó ko tương quan gì cho tới màu sắc phát hiện ra được.[5] Các phân tử quark với năng lượng điện rất khác sắc tố mút hút nhau bởi tương tác mạnh và phân tử thực hiện trung gian dối 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 tứ lực cơ phiên bản. Tại khoảng cách 1 femtômét (1 fm = 10 −15 mét) trở xuống, sức khỏe của chính nó bởi vì khoảng tầm 137 lần của lực năng lượng điện kể từ, vài ba triệu phiên lực lượng yếu đuối và khoảng tầm 1038 lần đối với lực mê hoặc.
Lực tương tác mạnh được tế bào mô tả bởi vì sắc động lực học tập lượng tử (QCD), 1 phần của quy mô chi chuẩn chỉnh của cơ vật lý phân tử. Về mặt mũi 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 tựa như photon nhập năng lượng điện kể từ là hòa hợp, gluon đem năng lượng điện màu sắc. Các phân tử quark và gluon là những phân tử cơ phiên bản độc nhất đem năng lượng điện màu sắc ko bặt tăm, và bởi vậy bọn chúng chỉ nhập cuộc nhập những tương tác mạnh cùng nhau. Lực mạnh là biểu thị của tương tác gluon với những phân tử quark và gluon không giống.
Xem thêm: phát biểu định luật phản xạ ánh sáng
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 bởi vì hằng số ghép nối mạnh. Độ bền này được thay cho thay đổi bởi vì năng lượng điện màu sắc đo của phân tử, một đặc thù lý thuyết group.
Lực mạnh ứng dụng Một trong những phân tử quark. Không tựa như toàn bộ những lực không giống (điện kể từ, lực yếu đuối và lực hấp dẫn), lực mạnh ko rời phỏng 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 tầm 10.000 newton (N), bất kể khoảng cách Một trong những quark xa xăm rộng lớn từng nào.[6] Khi sự phân tích Một trong những quark tăng thêm, tích điện được thêm nữa cặp đưa đến những cặp quark thích hợp mới nhất thân thiết nhị phân tử ban đầu; bởi vậy ko thể đưa đến những quark riêng lẻ. Lời lý giải là lượng việc làm được triển khai ngăn chặn lực với kích cỡ 10.000 newton đầy đủ muốn tạo rời khỏi những cặp phân tử - phản phân tử nhập một khoảng cách rất rất cụt của tương tác cơ. Chính tích điện được bổ sung cập nhật nhập khối hệ thống quan trọng nhằm kéo nhị phân tử quark rời khỏi xa xăm nhau sẽ khởi tạo rời khỏi một cặp phân tử quark mới nhất tiếp tục ghép nối với những phân tử thuở đầu. Trong QCD, hiện tượng lạ này được gọi là việc giới hạn màu sắc sắc; thành quả là chỉ mất những phân tử hadron, ko nên những phân tử quark tự tại riêng rẽ lẻ, rất có thể được để ý thấy. Sự thất bại của toàn bộ những thử nghiệm lần tìm tòi phân tử quark tự tại được xem là dẫn chứng của hiện tượng lạ này.
Các phân tử quark và gluon cơ phiên bản nhập cuộc vào trong 1 vụ chạm va tích điện cao ko thể để ý thẳng được. Sự tương tác đưa đến những phản lực của những phân tử hadron vừa được đưa đến rất có thể để ý được. Những phân tử hadron này được đưa đến, như 1 biểu thị của sự việc tương tự về lượng - tích điện, Khi đầy đủ tích điện được hội tụ vào trong 1 links quark - quark, như Khi một phân tử quark nhập một proton bị chạm va với cùng một phân tử rất rất nhanh chóng của một phân tử proton hiệu quả nhập một thử nghiệm máy tốc độ phân tử. Tuy nhiên, những plasmas quark – gluon và được để ý thấy.[7]
Lực mạnh dư[sửa | sửa mã nguồn]
Không nên tình huống từng quark nhập ngoài trái đất đều mút hút từng quark không giống theo đòi phương pháp song lập về khoảng cách bên trên. Sự giới hạn màu sắc ý niệm rằng lực mạnh chỉ hiệu quả nhưng mà ko thực hiện rời khoảng cách Một trong những cặp quark và rằng nhập tập kết những quark links (hadron), năng lượng điện màu sắc thực của những quark về cơ phiên bản bị diệt vứt, kéo theo số lượng giới hạn hoạt động và sinh hoạt của những lực lượng. Do cơ, tập kết những phân tử quark (hadron) gần như là không tồn tại năng lượng điện màu sắc, và lực mạnh bởi vậy gần như là không tồn tại Một trong những phân tử hadron cơ. Tuy nhiên, việc diệt vứt ko trọn vẹn tuyệt vời và hoàn hảo nhất và vẫn còn đấy một lực lượng dư (mô mô tả mặt mũi dưới). Lực dư này giảm xuống nhanh gọn lẹ theo đòi khoảng cách, và bởi vậy với phạm vi rất rất cụt (hiệu trái khoáy là 1 trong những vài ba femto). Nó biểu thị như 1 lực Một trong những phân tử hadron "không màu", và đôi lúc được gọi là lực phân tử nhân mạnh hoặc giản dị và đơn giản là lực phân tử nhân.
]
Lực phân tử nhân hiệu quả Một trong những phân tử hadron, được gọi là meson và baryon. "Lực mạnh dư" này, hiệu quả con gián tiếp, truyền những gluon tạo nên trở nên 1 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 cơ, 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, chính vì nó đa phần bị hòa hợp bên trong bọn chúng, tựa như lực năng lượng điện từ nửa những nguyên vẹn tử hòa hợp (lực cầu xin 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 nguyên vẹn tử.[8]
Không như thể như các lực lượng mạnh riêng rẽ của tôi, lực lượng mạnh dư rời sức khỏe, và nó nhập thực tiễn rời nhanh gọn lẹ 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; phát hiện ra tiềm năng của Yukawa. Sự sụt giảm nhanh theo đòi khoảng cách của lực dư mê hoặc và sự rời không nhiều nhanh chóng rộng lớn của lực đẩy năng lượng điện kể từ ứng dụng Một trong những proton nhập phân tử nhân, phát sinh sự rơi rụng ổn định ấn định của những phân tử nhân nguyên vẹn tử to hơn, ví dụ như toàn bộ những phân tử với số nguyên vẹn tử to hơn 82 (nguyên tố chì).
Xem thêm: khi độ lớn điện tích thử đặt tại một điểm tăng lên gấp đôi thì điện thế tại điểm đó
Mặc cho 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 đưa đến tia gamma. Khối lượng của một phân tử nhân không giống đáng chú ý đối với tổng lượng của những nucleon riêng rẽ lẻ. Sự khuyết thiếu lượng này là vì thế năng links với lực phân tử nhân. Sự khác lạ thân thiết tàn tật lượng tích điện tổ hợp phân tử nhân và phân hạch sách phân tử nhân.
Hợp nhất[sửa | sửa mã nguồn]
Cái gọi là Lý thuyết thống nhất rộng lớn (GUT) nhằm mục đích mục tiêu tế bào mô tả tương tác mạnh và tương tác năng lượng điện yếu đuối như các góc 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 bởi vì quy mô Glashow – Weinberg – Salam trở nên tương tác năng lượng điện yếu đuối. Tương tác mạnh với cùng một đặc điểm gọi là tự tại tiệm cận, nhập cơ độ mạnh của lực mạnh rời dần dần ở tích điện (hoặc sức nóng độ) cao hơn nữa. Năng lượng theo đòi lý thuyết nhưng mà sức khỏe của chính nó bởi vì với tương tác năng lượng điện yếu đuối là tích điện thống nhất rộng lớn. Tuy nhiên, chưa xuất hiện Lý thuyết Đại thống nhất nào là được thi công thành công xuất sắc nhằm tế bào mô 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 đích thị, sau Vụ nổ rộng lớn và nhập kỷ nguyên vẹn năng lượng điện yếu đuối của ngoài trái đất, lực năng lượng điện yếu đuối tách thoát khỏi lực mạnh. Theo cơ, một kỷ nguyên vẹn thống nhất rộng lớn được cho rằng vẫn tồn bên trên trước thời kỳ này.
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 mê hoặc 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, đường dây nóng this type of polarization by the unfortunate name of 'color', which has nothing to tướng bởi 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