Trong vật lý cơ phân tử nhân và vật lý cơ phân tử, tương tác mạnh là chế độ tạo nên lực phân tử nhân mạnh, và là một trong vô tư tương tác cơ phiên bản tiếp tục biết, với những tương tác không giống là năng lượng điện kể từ, tương tác yếu đuối và lực thú vị. Trong khoảng tầm 10−15 m (1 femtometer), lực tương tác mạnh cấp xấp xỉ 137 phen lực năng lượng điện kể từ, mạnh cấp một triệu phen lực tương tác yếu đuối và mạnh cấp 1038 phen 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. Dường như, lực mạnh links những neutron và proton này sẽ tạo rời khỏi phân tử nhân nguyên vẹn tử. Phần rộng lớn lượng của một proton hoặc neutron thường thì là thành phẩm 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 hoàn toàn có thể để ý được ở nhị phạm vi và là trung gian trá của nhị 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 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 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 1 độ mạnh cao mà đến mức những phân tử hadron bị buộc ràng bởi vì lực mạnh hoàn toàn có thể đưa đến những phân tử đem 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 vạc rời khỏi phản xạ hoạt 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 vô cơ, vô thực tiễn, những phản lực của những phân tử đem 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 vô một nucleon) cũng links những proton và neutron cùng nhau sẽ 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 thiện proton và neutron cũng links những phân tử nhân cùng nhau.[2] Do cơ, tương tác mạnh sót lại tuân theo gót một hành động tùy thuộc vào khoảng cách trong những nucleon trọn vẹn không giống với khi nó hoạt động và sinh hoạt nhằm links những quark vô nucleon. Dường như, sự khác lạ tồn bên trên vô 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 lắc đa số sản lượng tích điện bên trên Mặt trời và những ngôi sao 5 cánh không giống. Sự phân hoạnh phân tử nhân được cho phép phân chảy những nhân tố và đồng vị phóng xạ, tuy vậy nó thông thường là trung gian trá 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 vô tích điện phân tử nhân và tranh bị phân tử nhân, cả vô tranh bị phân hoạnh dựa vào uranium hoặc plutonium và vô tranh bị sức nóng hoạnh như bom coi thường khí.[3][4]
Tương tác mạnh được tiến hành bởi vì sự trao thay đổi những phân tử ko lượng gọi là gluon hoạt động và sinh hoạt trong những quark, phản quark và những gluon không giống. Gluons được nghĩ rằng tương tác với quark và những gluon không giống bởi vì 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 gay, ± xanh rì lục, ± xanh rì lam) chứ không hề nên 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 vô 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 những năm 1970, những mái ấm vật lý cơ ko chắc chắn rằng về phương thức phân tử nhân nguyên vẹn tử links cùng nhau. Người tao tiếp tục hiểu được phân tử nhân được kết cấu bởi vì những proton và neutron và những proton chiếm hữu năng lượng điện dương, trong những lúc neutron hòa hợp về năng lượng điện. Theo sự nắm vững của vật lý cơ vô thời gian 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 khi nào được để ý thấy. Cần đem lý thuyết vật lý cơ mới nhất nhằm phân tích và lý giải hiện tượng lạ này.
Một lực thú vị mạnh rộng lớn và đã được thừa nhận nhằm phân tích và 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 nghĩ rằng lực cơ phiên bản tính năng lên những proton và neutron tạo ra phân tử nhân.
Sau cơ người tao vạc 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 bú mạnh trong những nucleon là tính năng 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 dòng sản phẩm gọi là năng lượng điện color, tuy vậy nó ko tương quan gì cho tới color bắt gặp 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 gian trá 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" vô tư 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 phen lực lượng yếu đuối và khoảng tầm 1038 lần đối với lực thú vị.
Lực tương tác mạnh được tế bào miêu tả bởi vì sắc động lực học tập lượng tử (QCD), một trong những phần của quy mô chi phí chuẩn chỉnh của vật lý cơ phân tử. Về mặt mày toán học tập, QCD là một trong lý thuyết thước đo phi Abel dựa vào một group đối xứng (thước đo) toàn cục được gọi là SU (3)
Hạt đem lực của tương tác mạnh là gluon, một boson ko lượng. Không tương tự photon vô 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 độc nhất đem năng lượng điện color ko mất tích, và bởi vậy bọn chúng chỉ nhập cuộc vô 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: the whole matter is farther
Tất cả những phân tử quark và gluon vô 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 color đo của phân tử, một đặc thù lý thuyết group.
Lực mạnh tính năng 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 rời phỏng mạnh khi khoảng cách trong những cặp phân tử quark càng ngày càng tăng. Sau khi đạt được một khoảng cách số lượng giới hạn (khoảng độ dài rộng của một phân tử hadron), nó vẫn ở độ tốt khoảng tầm 10.000 newton (N), bất kể khoảng cách trong những quark xa xăm rộng lớn từng nào.[6] Khi sự phân tích trong những quark tăng thêm, tích điện được thêm vô cặp đưa đến những cặp quark tương thích mới nhất thân thiện nhị phân tử ban đầu; bởi vậy ko thể đưa 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 rời khỏi những cặp phân tử - phản phân tử vô một khoảng cách đặc biệt ngắn ngủi của tương tác cơ. Chính tích điện được bổ sung cập nhật vô 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 lúc đầu. Trong QCD, hiện tượng lạ này được gọi là sự việc giới hạn color sắc; thành phẩm là chỉ mất những phân tử hadron, ko nên những phân tử quark tự tại riêng rẽ lẻ, hoàn toàn có thể được để ý thấy. Sự thất bại của toàn bộ những thử nghiệm tìm hiểu tìm kiếm 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 hoàn toàn có thể để ý được. Những phân tử hadron này được đưa đến, như 1 biểu thị của việc tương tự về lượng - tích điện, khi đầy đủ tích điện được tụ tập vào trong 1 links quark - quark, như khi một phân tử quark vô một proton bị chạm va với cùng 1 phân tử đặc biệt thời gian nhanh của một phân tử proton tác dụng vô một thử nghiệm máy tốc độ phân tử. Tuy nhiên, những plasmas quark – gluon và đã được để ý thấy.[7]
Lực mạnh dư[sửa | sửa mã nguồn]
Không nên tình huống từng quark vô thiên hà đều bú từng quark không giống theo gót 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 rời khoảng cách trong những cặp quark và rằng vô tập kết những quark links (hadron), năng lượng điện color thực của những quark về cơ phiên bản bị diệt vứt, kéo đến 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 color, và lực mạnh bởi vậy gần như là không tồn tại trong những phân tử hadron cơ. Tuy nhiên, việc diệt vứt ko trọn vẹn tuyệt vời và vẫn còn đó một lực lượng dư (mô miêu tả mặt mày dưới). Lực dư này giảm sút nhanh gọn lẹ theo gót khoảng cách, và bởi vậy đem phạm vi đặc biệt ngắn ngủi (hiệu ngược là một trong vài ba femto). Nó biểu thị như 1 lực trong những phân tử hadron "không màu", và nhiều lúc 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 trong những phân tử hadron, được gọi là meson và baryon. "Lực mạnh dư" này, tác dụng loại 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 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, cũng chính vì nó đa phần bị hòa hợp bên trong bọn chúng, tương tự lực năng lượng điện từ nửa những nguyên vẹn 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 nguyên vẹn tử.[8]
Không giống như tựa như những lực lượng mạnh riêng rẽ của tôi, lực lượng mạnh dư rời sức khỏe, và nó vô thực tiễn rời nhanh gọn lẹ khi khoảng cách tăng thêm. Sự hạ xuống gần như là là một trong lũy quá âm của khoảng cách, tuy vậy không tồn tại biểu thức giản dị và đơn giản này được biết về điều này; bắt gặp tiềm năng của Yukawa. Sự tụt giảm khá nhanh theo gót khoảng cách của lực dư thú vị và sự rời không nhiều thời gian nhanh rộng lớn của lực đẩy năng lượng điện kể từ tính năng trong những proton vô phân tử nhân, tạo nên sự thất lạc ổn định quyết định của những phân tử nhân nguyên vẹn tử to hơn, ví dụ như toàn bộ những phân tử đem số nguyên vẹn tử to hơn 82 (nguyên tố chì).
Xem thêm: xitôkinin chủ yếu sinh ra ở
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 fake 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 thiện 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 đích mục tiêu tế bào miêu tả tương tác mạnh và tương tác năng lượng điện yếu đuối tựa như những 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 bởi vì quy mô Glashow – Weinberg – Salam trở nên tương tác năng lượng điện yếu đuối. Tương tác mạnh mang trong mình 1 đặc điểm gọi là tự tại tiệm cận, vô cơ độ mạnh của lực mạnh rời dần dần ở tích điện (hoặc sức nóng độ) cao hơn nữa. Năng lượng theo gót 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 tồn tại Lý thuyết Đại thống nhất này được thiết kế thành công xuất sắc nhằm tế bào miêu tả quy trình này, và Lý thuyết thống nhất vẫn là một trong yếu tố không được trả lời vô vật lý cơ.
Nếu GUT là đích thị, sau Vụ nổ rộng lớn và vô kỷ nguyên vẹn năng lượng điện yếu đuối của thiên hà, lực năng lượng điện yếu đuối tách thoát ra khỏi lực mạnh. Theo cơ, một kỷ nguyên vẹn thống nhất rộng lớn được nghĩ rằng tiếp tục 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 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 vĩ đại come up with any wonderful Greek words anymore, điện thoại tư vấn this type of polarization by the unfortunate name of 'color', which has nothing vĩ đại 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 vĩ đại that need vĩ đại 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 vô bất ngờ, V. Grigôriev và G. Miakisev: Phần 1, Phần 2, Phần 3, Phần 4, Phần 5, Phần 6, Phần 7
Bình luận