اَبا اِباد

The standard model in the game of basketball for the strong nuclear force

مدل استاندارد برای نیروی قوی هسته‌ای

برهمکنش قوی یا نیروی قوی هسته‌ای، از بین چهار نیروی بنیادین طبیعت، قوی‌ترین نیرو است.

دو پروتون درون هسته به کمک نیروی قوی هسته‌ای یکدیگر را جذب می‌کنند و از طرف دیگر به خاطر اینکه هر دو دارای بار مثبت هستند، یکدیگر را به کمک نیروی الکترومغناطیس دفع می‌کنند. اما میزان نیروی قوی هسته ای ۱۰ تا ۱۰۰ برابر قوی‌تر از نیروی الکترومغناطیس است و به همین خاطر، دو پروتون کنار یکدیگر باقی می‌مانند. اما این نیروی قوی هسته‌ای، یک نیروی برد کوتاه است و تنها در فواصل ده به توان منفی پانزده متر، عمل می‌کند. به همین خاطر، این نیرو تنها بین نوترون‌ها و پروتون‌هایی که با یکدیگر همسایه هستند تبادل می‌شود و اگر کمی دورتر برویم، خبری از تاثیر این نیرو نیست.

اما ما چگونه می‌توانیم این نیرو را توجیه کنیم؟

فیزیکدانان موفق شده اند منشا این نیرو را به کمک تبادل یک ذره‌ی بنیادین به نام پیون (pion) توجیه کنند. فرض کنید یک نوترون و یک پروتون در مجاورت یکدیگر قرار گرفته اند. نوترون ذره‌ای ساطع می‌کند که خود نسبت به این ذره، نیروی جاذبه‌ی قوی دارد. از طرف دیگر، پروتون نیز با یک نیروی قوی، سعی می‌کند این ذره‌ی واسطه را به سمت خود جذب کند. در این حالت، پروتون و نوترون هریک نیرویی بسیار قوی روی این ذره‌ی واسط اعمال می‌کنند. به واسطه‌ی وجود همین ذره‌ی واسط، در واقع پرتون و نوترون در حال جذب یکدیگر هستند. این جاذبه همان نیروی قوی هسته‌ای است. این شبیه این است که یک توپ بسکتبال داریم که شما (نوترون) و دوستتان (پروتون) هرکدام، دستتان را دور توپ گرفته‌اید و هر دو سعی دارید توپ را به سمت خود بکشید و از آن خود کنید. در این حالت، نیرویی که به توپ وارد می‌کنید، در نهایت به دوستتان می‌رسد. در اینجا آن توپ، همان ذره‌ی واسط است. فیزیک‌دانان موفق شده اند، این ذره‌های واسط را در آزمایشگاه مشاهده کنند که به آن‌ها مزون پی (pi meson) یا پیون (pion) گفته می‌شود.

هریک از چهار نیروی بنیادین طبیعت نیز به کمک تبادل ذرات بنیادین، قابل مدلسازی است. اما از بین این چهار نیرو، تنها ذره‌‌ی عامل تبادل گرانش (گراویتون) است که تاکنون مشاهده نشده است.

– اَبا اِباد

The form in which physicists represent this interaction in the standard model.

این تصویر، فرمی‌ست که فیزیکدان‌ها در مدل استاندارد، این برهمکنش را با آن نشان می‌دهند.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *