Fisika kekuatan yang kuat

Kekuatan yang kuat, interaksi fundamental dari alam yang bertindak di antara partikel-partikel materi subatom. Gaya kuat mengikat quark bersama-sama dalam kelompok untuk membuat partikel subatom yang lebih akrab, seperti proton dan neutron. Ia juga menyatukan inti atom dan mendasari interaksi antara semua partikel yang mengandung quark.

partikel subatomik: Kekuatan yang kuat

Meskipun kekuatan kuat yang dinamai tepat adalah yang terkuat dari semua interaksi mendasar, itu, seperti kekuatan yang lemah, jaraknya pendek dan

Gaya kuat berasal dari properti yang dikenal sebagai warna. Properti ini, yang tidak memiliki koneksi dengan warna dalam arti visual kata, agak analog dengan muatan listrik. Sama seperti muatan listrik adalah sumber dari elektromagnetisme, atau gaya elektromagnetik, maka warna adalah sumber dari kekuatan yang kuat. Partikel tanpa warna, seperti elektron dan lepton lainnya, tidak "merasakan" kekuatan yang kuat; partikel dengan warna, terutama quark, benar-benar “merasakan” kekuatan yang kuat. Kromodinamika kuantum, teori medan kuantum yang menggambarkan interaksi kuat, mengambil namanya dari sifat warna sentral ini.

Proton dan neutron adalah contoh baryon, kelas partikel yang mengandung tiga quark, masing-masing dengan satu dari tiga kemungkinan nilai warna (merah, biru, dan hijau). Quark juga dapat bergabung dengan antiquark (antipartikelnya, yang memiliki warna berlawanan) untuk membentuk meson, seperti pi meson dan meson K. Baryon dan meson semuanya memiliki warna bersih nol, dan tampaknya gaya kuat hanya memungkinkan kombinasi dengan warna nol. Upaya untuk melumpuhkan quark individu, dalam tabrakan partikel berenergi tinggi, misalnya, hanya menghasilkan penciptaan partikel "tak berwarna" baru, terutama meson.

Dalam interaksi yang kuat quark saling bertukar gluon, pembawa kekuatan yang kuat. Gluon, seperti foton (partikel pembawa gaya elektromagnetik), adalah partikel tanpa massa dengan seluruh unit putaran intrinsik. Namun, tidak seperti foton, yang tidak bermuatan listrik dan karenanya tidak merasakan gaya elektromagnetik, gluon membawa warna, yang berarti mereka merasakan kekuatan yang kuat dan dapat berinteraksi di antara mereka sendiri. Salah satu hasil dari perbedaan ini adalah bahwa, dalam jarak pendek (sekitar 10 ⁻¹⁵ meter, kira-kira diameter proton atau neutron), gaya yang kuat tampaknya menjadi lebih kuat dengan jarak, tidak seperti gaya lainnya.

Ketika jarak antara dua quark meningkat, gaya di antara mereka meningkat lebih daripada ketegangan dalam sepotong elastis ketika kedua ujungnya terpisah. Akhirnya elastis akan pecah, menghasilkan dua potong. Hal serupa terjadi dengan quark, karena dengan energi yang cukup itu bukan satu quark tetapi pasangan quark-antiquark yang "ditarik" dari sebuah cluster. Jadi, quark selalu terkunci di dalam meson dan baryon yang dapat diamati, sebuah fenomena yang dikenal sebagai kurungan. Pada jarak yang sebanding dengan diameter proton, interaksi kuat antara quark sekitar 100 kali lebih besar dari interaksi elektromagnetik. Namun, pada jarak yang lebih kecil, kekuatan kuat antara quark menjadi lebih lemah, dan quark mulai berperilaku seperti partikel independen, efek yang dikenal sebagai kebebasan asimptotik.