Trong vật lý cơ phân tử nhân và vật lý cơ phân tử, tương tác mạnh là cách thức tạo ra lực phân tử nhân mạnh, và là 1 trong những nhập tứ tương tác cơ bạn dạng tiếp tục biết, với những tương tác không giống là năng lượng điện kể từ, tương tác yếu ớt và lực thú vị. Trong khoảng tầm 10−15 m (1 femtometer), lực tương tác mạnh bộp chộp xấp xỉ 137 chuyến lực năng lượng điện kể từ, mạnh bộp chộp một triệu chuyến lực tương tác yếu ớt và mạnh bộp chộp 1038 chuyến 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. Hình như, lực mạnh link những neutron và proton này muốn tạo rời khỏi phân tử nhân vẹn toàn tử. Phần rộng lớn lượng của một proton hoặc neutron thường thì là thành quả của tích điện ngôi trường lực mạnh; những quark riêng rẽ lẻ chỉ cung ứng 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 ngoan của nhị phân tử chuyển vận năng lượng điện. Tại quy tế bào to hơn (khoảng 1 cho tới 3 fm), này đó là lực (do những meson mang) link những proton và neutron (nucleon) cùng nhau muốn tạo trở nên phân tử nhân của vẹn toàn tử. Tại quy tế bào nhỏ rộng lớn (nhỏ rộng lớn khoảng tầm 0,8 fm, nửa đường kính của một nucleon), này đó là lực (do gluon đem theo) lưu giữ những phân tử quark lại cùng nhau muốn 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 với cùng 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 với lượng rộng lớn mới mẻ. Do tê liệt, nếu như những phân tử hadron phải chịu bởi vì những phân tử tích điện cao, bọn chúng sẽ tạo nên rời khỏi những phân tử hadron mới mẻ chứ không phân phát rời khỏi sự 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 nhập tê liệt, nhập thực tiễn, những phản lực của những phân tử với lượng rộng lớn được đưa đến.
Trong toàn cảnh của phân tử nhân vẹn toàn tử, và một lực tương tác mạnh (liên kết những quark nhập một nucleon) cũng link những proton và neutron cùng nhau muốn tạo trở nên một phân tử nhân. Với kỹ năng này nó được gọi là lực phân tử nhân (hay lực mạnh dư). Vì vậy, chân ko kể từ tương tác mạnh thân thuộc proton và neutron cũng link những phân tử nhân cùng nhau.[2] Do tê liệt, tương tác mạnh còn sót lại tuân theo đuổi một hành động tùy thuộc vào khoảng cách trong những nucleon trọn vẹn không giống với Lúc nó hoạt động và sinh hoạt nhằm link những quark nhập nucleon. Hình như, sự khác lạ tồn bên trên nhập tích điện link của lực phân tử nhân của phản xạ tổ hợp phân tử nhân và sự phân bắt bẻ phân tử nhân. Phản ứng tổ hợp phân tử nhân cướp đa số sản lượng tích điện bên trên Mặt trời và những ngôi sao 5 cánh không giống. Sự phân bắt bẻ phân tử nhân được cho phép phân tan những yếu tắc và đồng vị phóng xạ, tuy nhiên nó thông thường là trung gian ngoan của tương tác yếu ớt. Về mặt mày tự tạo, tích điện link với lực phân tử nhân được hóa giải 1 phần nhập tích điện phân tử nhân và vũ trang phân tử nhân, cả nhập vũ trang phân bắt bẻ dựa vào uranium hoặc plutonium và nhập vũ trang sức nóng bắt bẻ 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 cho rằng tương tác với quark và những gluon không giống bởi vì một loại năng lượng điện gọi là năng lượng điện màu sắc. Điện tích màu sắc tương tự động như năng lượng điện năng lượng điện kể từ, tuy nhiên nó với tía loại (± đỏ lòm, ± xanh rì lục, ± xanh rì lam) chứ không hề nên một, kéo theo 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 nhập 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 thời gian 1970, những căn nhà vật lý cơ ko chắc hẳn rằng về phương pháp phân tử nhân vẹn toàn tử link cùng nhau. Người tớ 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 dung hòa về năng lượng điện. Theo sự nắm vững của vật lý cơ nhập 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 tan. Tuy nhiên, điều này đang không khi nào được để ý thấy. Cần với lý thuyết vật lý cơ mới mẻ nhằm lý giải hiện tượng kỳ lạ này.
Một lực thú vị mạnh rộng lớn và đã được thừa nhận nhằm lý giải cơ hội phân tử nhân vẹn toàn tử bị link mặc kệ lực đẩy năng lượng điện kể từ cho nhau của những proton. Lực fake thuyết này được gọi là lực mạnh, được cho rằng lực cơ bạn dạng thuộc tính lên những proton và neutron tạo thành phân tử nhân.
Sau tê liệt người tớ phân phát xuất hiện rằng proton và neutron ko nên là những phân tử cơ bạn dạng, tuy nhiên được tạo nên trở nên kể từ những phân tử cấu trở nên gọi là quark. Lực bú mạnh trong những nucleon là thuộc tính phụ của một lực cơ bạn dạng rộng lớn link những quark lại cùng nhau trở nên proton và neutron. Lý thuyết sắc động lực học tập lượng tử lý giải rằng những quark đem loại gọi là năng lượng điện màu sắc, tuy nhiên nó ko tương quan gì cho tới màu sắc trông thấy được.[5] Các phân tử quark với năng lượng điện rất khác sắc tố bú nhau bởi tương tác mạnh và phân tử thực hiện trung gian ngoan 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" nhập tứ lực cơ bạn dạng. 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 chuyến lực lượng yếu ớt 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), 1 phần của quy mô chi chuẩn chỉnh của vật lý cơ phân tử. Về mặt mày toán học tập, QCD là 1 trong những lý thuyết thước đo phi Abel dựa vào một group đối xứng (thước đo) tổng thể được gọi là SU (3)
Hạt đem lực của tương tác mạnh là gluon, một boson ko lượng. Không tựa như photon nhập năng lượng điện kể từ là dung hòa, gluon đem năng lượng điện màu sắc. Các phân tử quark và gluon là những phân tử cơ bạn dạng có một không hai đem năng lượng điện màu sắc ko mất tích, và vì thế bọn chúng chỉ nhập cuộc nhập những tương tác mạnh cùng nhau. Lực mạnh là bộc lộ của tương tác gluon với những phân tử quark và gluon không giống.
Xem thêm: dung dịch chất nào sau đây có thể hòa tan được caco3
Tất cả những phân tử quark và gluon nhập 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 màu sắc đo của phân tử, một đặc điểm lý thuyết group.
Lực mạnh thuộc tính trong những phân tử quark. Không tựa như toàn bộ những lực không giống (điện kể từ, lực yếu ớt và lực hấp dẫn), lực mạnh ko tách phỏng mạnh Lúc khoảng cách trong những cặp phân tử quark càng ngày càng tăng. Sau Lúc đạt được một khoảng cách số lượng giới hạn (khoảng độ dài rộng của một phân tử hadron), nó vẫn ở độ chất lượng khoảng tầm 10.000 newton (N), bất kể khoảng cách trong những quark xa thẳm rộng lớn từng nào.[6] Khi sự phân tích trong những quark tạo thêm, tích điện được thêm nữa cặp đưa đến những cặp quark thích hợp mới mẻ thân thuộc nhị phân tử ban đầu; vì thế ko thể đưa đến những quark riêng không liên quan gì đến nhau. Lời lý giải là lượng việc làm được tiến hành ngăn chặn lực với kích cỡ 10.000 newton đầy đủ muốn tạo rời khỏi những cặp phân tử - phản phân tử nhập một khoảng cách vô cùng ngắn ngủn của tương tác tê liệt. Chính tích điện được bổ sung cập nhật nhập khối hệ thống quan trọng nhằm kéo nhị phân tử quark rời khỏi xa thẳm nhau sẽ tạo nên rời khỏi một cặp phân tử quark mới mẻ tiếp tục ghép nối với những phân tử ban sơ. Trong QCD, hiện tượng kỳ lạ này được gọi là sự việc giới hạn màu sắc sắc; thành quả 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 thực nghiệm thăm dò tìm tòi phân tử quark tự tại được xem như là vật chứng của hiện tượng kỳ lạ này.
Các phân tử quark và gluon cơ bạn dạng nhập cuộc vào trong 1 vụ đụng chạm đụng tích điện cao ko thể để ý thẳng được. Sự tương tác đưa đến những phản lực của những phân tử hadron vừa mới được đưa đến hoàn toàn có thể để ý được. Những phân tử hadron này được đưa đến, như 1 bộc lộ của việc tương tự về lượng - tích điện, Lúc đầy đủ tích điện được tụ tập vào trong 1 link quark - quark, như Lúc một phân tử quark nhập một proton bị đụng chạm đụng với cùng 1 phân tử vô cùng thời gian nhanh của một phân tử proton hiệu quả nhập một thực nghiệm máy vận tốc 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 nhập ngoài hành tinh đều bú từng quark không giống theo đuổi phương pháp song lập về khoảng cách bên trên. Sự giới hạn màu sắc ý niệm rằng lực mạnh chỉ hiệu quả tuy nhiên ko thực hiện tách khoảng cách trong những cặp quark và rằng nhập tụ hợp những quark link (hadron), năng lượng điện màu sắc thực của những quark về cơ bạn dạng bị bỏ vứt, kéo theo số lượng giới hạn hoạt động và sinh hoạt của những lực lượng. Do tê liệt, tụ hợp những phân tử quark (hadron) gần như là không tồn tại năng lượng điện màu sắc, và lực mạnh vì thế gần như là không tồn tại trong những phân tử hadron tê liệt. Tuy nhiên, việc bỏ vứt ko trọn vẹn hoàn hảo nhất và vẫn tồn tại một lực lượng dư (mô miêu tả mặt mày dưới). Lực dư này giảm xuống nhanh gọn lẹ theo đuổi khoảng cách, và vì thế với phạm vi vô cùng ngắn ngủn (hiệu ngược là 1 trong những vài ba femto). Nó bộc lộ như 1 lực trong những phân tử hadron "không màu", và nhiều lúc được gọi là lực phân tử nhân mạnh hoặc đơn giản và giản dị là lực phân tử nhân.
]
Lực phân tử nhân hiệu quả trong những phân tử hadron, được gọi là meson và baryon. "Lực mạnh dư" này, hiệu quả con gián tiếp, truyền những gluon tạo nên trở nên 1 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 tê liệt, lực mạnh dư là phần dư nhỏ của lực mạnh link những quark cùng nhau trở nên proton và neutron. Lực tương tự động này yếu ớt rất nhiều giữa neutron và proton, cũng chính vì nó hầu hết bị dung hòa bên trong bọn chúng, tựa như lực năng lượng điện từ nửa những vẹn toàn tử dung hòa (lực nài der Waals) yếu ớt rất nhiều đối với lực năng lượng điện kể từ lưu giữ electron link với phân tử nhân., tạo nên trở nên những vẹn toàn tử.[8]
Không kiểu như giống như những lực lượng mạnh riêng rẽ của tôi, lực lượng mạnh dư tách sức khỏe, và nó nhập thực tiễn tách nhanh gọn lẹ Lúc khoảng cách tạo thêm. Sự hạ xuống gần như là là 1 trong những lũy quá âm của khoảng cách, tuy nhiên không tồn tại biểu thức đơn giản và giản dị này được biết về điều này; trông thấy tiềm năng của Yukawa. Sự tụt giảm khá nhanh theo đuổi khoảng cách của lực dư thú vị và sự tách không nhiều thời gian nhanh rộng lớn của lực đẩy năng lượng điện kể từ thuộc tính trong những proton nhập phân tử nhân, tạo ra sự thất lạc ổn định toan của những phân tử nhân vẹn toàn tử to hơn, ví dụ như toàn bộ những phân tử với số vẹn toàn tử to hơn 82 (nguyên tố chì).
Xem thêm: he was the last man
Mặc mặc dù lực phân tử nhân yếu ớt rộng lớn lực tương tác mạnh, tuy nhiên nó vẫn đang còn tích điện cao: sự gửi 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 link với lực phân tử nhân. Sự khác lạ thân thuộc tàn tật lượng tích điện tổ hợp phân tử nhân và phân bắt bẻ phân tử nhân.
Hợp nhất[sửa | sửa mã nguồn]
Cái gọi là Lý thuyết thống nhất rộng lớn (GUT) nhằm mục tiêu mục tiêu tế bào miêu tả tương tác mạnh và tương tác năng lượng điện yếu ớt giống 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 ớt được thống nhất bởi vì quy mô Glashow – Weinberg – Salam trở nên tương tác năng lượng điện yếu ớt. Tương tác mạnh với cùng 1 đặc điểm gọi là tự tại tiệm cận, nhập tê liệt độ mạnh của lực mạnh tách dần dần ở tích điện (hoặc sức nóng độ) cao hơn nữa. Năng lượng theo đuổi lý thuyết tuy nhiên sức khỏe của chính nó bởi vì với tương tác năng lượng điện yếu ớt là tích điện thống nhất rộng lớn. Tuy nhiên, chưa xuất hiện 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 1 trong những yếu tố không được trả lời nhập vật lý cơ.
Nếu GUT là đích, sau Vụ nổ rộng lớn và nhập kỷ vẹn toàn năng lượng điện yếu ớt của ngoài hành tinh, lực năng lượng điện yếu ớt tách thoát khỏi lực mạnh. Theo tê liệt, một kỷ vẹn toàn thống nhất rộng lớn được cho 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 to tát come up with any wonderful Greek words anymore, Hotline this type of polarization by the unfortunate name of 'color', which has nothing to tát bởi 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 to tát that need to tát 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 nhập ngẫu nhiên, V. Grigôriev và G. Miakisev: Phần 1, Phần 2, Phần 3, Phần 4, Phần 5, Phần 6, Phần 7
Bình luận