强相互作用

强相互作用

强相互作用是作用于强子之间的力，是所知四种宇宙间基本作用力最强的，也是作用距离第二短的（大约在10-15 m 范围内，比弱相互作用的范围大）。另外三种相互作用分别是引力、电磁力及弱相互作用。核子间的核力就是强相互作用，它抵抗了质子之间的强大的电磁力，维持了原子核的稳定。

现在物理学家认为强相互作用的产生与夸克、胶子有关:

概念

强相互作用比其他三种基本作用有更大的对称性，也就是说，在强相互作用中有更多的守恒定律。强相互作用不像引力和电磁相互作用那样是长程力而是短程力。但是它的力程比弱相互作用的力程长，约为10-15 m 。大约等于原子核中核子间的距离。

对强相互作用本质的了解长期以来是物理学中的难题。人们曾经提出过许多强相互作用的理论，它们取得的成就都很有限。原因之一是理论中没有小参量，因而找不到可靠的近似方法。人们由强子的夸克模型和规范场的概念出发提出量子色动力学。在这个理论中，强相互作用是组成强子的夸克之间通过一些称为胶子的规范粒子场传递的作用。这个理论有在小距离处作用变弱的性质。它被认为是有希望的强相互作用基本理论。

历史

在1970年代以前，科学家不知道核子为何可以束缚在原子核内。当时已经知道原子核是由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。若只考虑静电子，带正电的质子应该会互相排斥，最后原子核应该会分解，但是却没有观测到类似的现象，因此需要有新的物理学说来解释此一现象。

为了解释原子核中的质子没有因电磁力互相排斥，反而聚集在一起，科学家开始假设有一种较强的吸引力的存在，这种假想的作用力称为“强作用力”，科学家认为是在质子和中子等核子之间的基本作用力。

后来发现质子和中子都不是基本粒子，都是由更小的夸克粒子所组成。最基本作用力是将夸克束缚在质子和中子中的作用力，核子之间的强作用力其实是上述作用力的副作用。量子色动力学解释夸克中带有一种称为色荷的物质（色荷和肉眼可见的颜色没有任何关系）。带有不同色荷的夸克因着强相互作用会互相吸引，其中的介质是一种称为胶子的粒子。