Ποια είναι η διαφορά ανάμεσα στις ισχυρές και τις αδύναμες πυρηνικές δυνάμεις του σύμπαντος;

Απάντηση:

Η ισχυρή δύναμη κρατά τους ατομικούς πυρήνες από κοινού και η ασθενής δύναμη προκαλεί ραδιενεργή αποσύνθεση.

Εξήγηση:

Η ισχυρή πυρηνική δύναμη είναι υπεύθυνη για τη δέσμευση πρωτονίων και νετρονίων μαζί σε έναν ατομικό πυρήνα. Είναι ισχυρή και σύντομη και πρέπει να ξεπεράσει την ηλεκτρομαγνητική δύναμη που πιέζει τα θετικά φορτισμένα πρωτόνια.

Ένα καλό παράδειγμα της ισχυρής δύναμης είναι η διαδικασία σύντηξης που συμβαίνει σε μικρότερα αστέρια όπως ο ήλιος μας. Η θετική φόρτιση των πρωτονίων απωθείται η μία την άλλη. Στις ακραίες θερμοκρασίες και πιέσεις στον πυρήνα του ήλιου, δύο πρωτόνια μπορούν να πάρουν αρκετά κοντά μαζί για την ισχυρή πυρηνική δύναμη να τους συνδέσει σε ένα πυρήνα bi-proton ή Helium-2.

Ένα δι-πρωτόνιο είναι πολύ ασταθές και οι περισσότεροι από αυτούς πετάνε. Για να συνεχίσει η διαδικασία σύντηξης να παράγει το δευτέριο απαιτείται η ασθενής πυρηνική δύναμη.

Η ασθενής πυρηνική δύναμη είναι υπεύθυνη για τη ραδιενεργή αποσύνθεση, έχοντας τη δυνατότητα να μετατρέψει ένα πρωτόνιο σε νετρόνιο αντίστροφα. Για να είμαστε πιο ακριβείς, μετατρέπει ένα κουάρκ σε ένα κάτω κουάρκ ή αντίστροφα μέσω του μποζόνου W. Στην περίπτωση σύντηξης ένα πρωτόνιο μετατρέπεται σε ένα νετρόνιο, ένα ποζιτρόνιο και ένα ηλεκτρόνιο ουδέτερο.

# u-> d + W ^ + #

# W ^ + -> e ^ ++ nu_e #

Στην πραγματικότητα, η ισχυρή πυρηνική δύναμη δεν υπάρχει πραγματικά. Οι πρώτες θεωρίες περιγράφουν την ισχυρή πυρηνική δύναμη ως δεσμευτικά πρωτόνια και νετρόνια χρησιμοποιώντας το πίνι ως το μποζόνιο που μεταδίδει δύναμη. Τώρα τώρα που τα πρωτόνια, τα νετρόνια και τα πόνυ είναι σύνθετα σωματίδια που αποτελούνται από κουάρκ δεσμευμένα από τη χρωματική δύναμη που μεταδίδεται από τους γλουόνες. Έτσι, η ισχυρή δύναμη είναι στην πραγματικότητα ένα υπολειπόμενο αποτέλεσμα της χρωματικής δύναμης που εκτείνεται πέρα από το εσωτερικό των πρωτονίων και των νετρονίων για να τους συνδέσει μαζί.