Изворни код странице Јака интеракција

[[Датотека:Helium atom QM.svg|мини|250п|Језгро атома [[хелијум]]а. Два [[протон]]а имају исто наелектрисање, али још увек остају заједно услед резидуалне нуклеарне силе]]

У [[Физика елементарних честица|физици елементарних честица]] '''јака сила''' или '''јака интеракција''' је механизам који је одговоран за '''јаку нуклеарну силу''' (која се такође назива '''јака сила''' или '''нуклеарна јака сила'''), и једна је од четири познате [[основне интеракције]] у природи, поред [[електромагнетна сила|електромагнетне]], [[слаба интеракција|слабе]] и [[гравитациона интеракција|гравитационе]].<ref name="Fackler">{{Cite book
| last1  = Fackler | first1 = Orrin 
| last2  = Tran | first2 = J. Thanh Van
| title  = 5th Force Neutrino Physics | publisher = Atlantica Séguier Frontières | year =1988| location = 
|pages  = 
| language = 
| url    = https://books.google.com/books?id=Ke32COxghksC&dq=%22fifth+force%22f=false&pg=PR7
| doi    = | id     = |isbn=978-2-86332-054-9
}}</ref><ref name="Weisstein">{{cite web|last=Weisstein | first = Eric W. 
| title = Fifth Force
| work = World of Science | publisher = Wolfram Research | year =2007
| url = http://scienceworld.wolfram.com/physics/FifthForce.html
| format = 
| doi = |accessdate=14. 9. 2017}}</ref><ref name="Franklin">{{Cite book
| last1  = Franklin | first1 = Allan
| last2  = Fischbach | first2 = Ephraim
| title  = The Rise and Fall of the Fifth Force: Discovery, Pursuit, and Justification in Modern Physics, 2nd Ed. | publisher = Springer | year =2016| location = 
|pages  = 
| language = 
| url    = https://books.google.com/books?id=7giyCwAAQBAJ&dq=%22fifth+force%22&pg=PA146
| doi    = | id     = |isbn=978-3-319-28412-5
}}</ref> Преносиоци јаке интеракција су [[глуон]]и. Она подразумева међуделовање [[кварк]]ова и [[глуон]]а, што се проучава [[квантна хромодинамика|квантном хромодинамиком]].<ref name="feynbook">{{Cite book|last=Feynman|first=Richard |authorlink=Richard Feynman |year=1985|isbn=978-0-691-12575-6 |title=QED: The Strange Theory of Light and Matter |publisher=Princeton University Press}}</ref>{{rp|Ch1}} Детектовање кваркова и глуона као самосталних честица до сада није било успешно. Директне последице јаких интеракција су [[нуклеарна сила|нуклеарне интеракције]] које се манифестују у расејању [[нуклеон]]а и елементарних честица у пољу силе језгра,<ref>{{Cite book|last1=Weise|first1=Wolfram|last2=Thomas|first2=Anthony Paul |title=The Structure of the Nucleon |publisher=Wiley-VCH |location=Weinheim |year=2001|isbn=978-3-527-40297-7 |oclc= |doi= |accessdate=}}</ref><ref>{{Cite book|last1=Jackson|first1=Andrew|last2=Brown|first2=Gerald Edward |title=The nucleon-nucleon interaction |publisher=North-Holland Publishing Co. [etc.] |location=Amsterdam |year=1976|isbn=978-0-7204-0335-0 |oclc= |doi= |accessdate=}}</ref> те на њиховом захвату у [[Нуклеарна реакција|нуклеарним реакцијама]].<ref name="FusionHydrogenRate" >[http://www.astrophysicsspectator.com/topics/stars/FusionHydrogenRate.html The Astrophysics Spectator: Hydrogen Fusion Rates in Stars]</ref>{{sfn|Tilley|2004|p=495}} Јака интеракција је најјача интеракција у природи. Њен домет је реда величине језгра, 10<sup>−15</sup> m (1 [[метар|фемтометер]]). Јака сила је приближно 137 пута јача од електромагнетне, милион пута јача од [[Слаба интеракција|слабе интеракције]] и 10<sup>38</sup> пута је јача од гравитације.<ref>Relative strength of interaction varies with distance. See for instance Matt Strassler's essay, [http://profmattstrassler.com/articles-and-posts/particle-physics-basics/the-known-forces-of-nature/the-strength-of-the-known-forces/ "The strength of the known forces"].</ref> Време интеракције је кратко и креће се 10<sup>−23</sup>-10<sup>−21</sup> s, а пресек је 10<sup>−27</sup>-10<sup>−21</sup> cm². Јака нуклеарна сила држи заједно обичну материју зато што ограничава [[кварк]]ове у [[хадрон]]ске честице<ref>{{cite journal|last1=Choi| first1=S. K. |author-link2=Belle experiment |last2=Collaboration|first2=Belle|title=Observation of a resonance-like structure in the {{Subatomic particle|Pion+-}}Ψ′ mass distribution in exclusive B→K{{Subatomic particle|Pion+-}}Ψ′ decays |year=2007|doi=10.1103/PhysRevLett.100.142001 |journal=Physical Review Letters |volume=100 |issue=14 | page=142001 | pmid=18518023 |arxiv=0708.1790 |bibcode = 2008PhRvL.100n2001C | s2cid=119138620 |display-authors=etal}}</ref><ref name="LHCb2014">LHCb collaboration (2014): {{cite journal |date= 2014|title=Observation of the Resonant Character of the<math><mrow>Z<mo stretchy="false">(4430<msup><mrow><mo stretchy="false">)</mrow><mrow>−</mrow></msup></mrow></math>State |url= |journal= Physical Review Letters|volume=112|issue= 22|doi= 10.1103/PhysRevLett.112.222002|arxiv=1404.1903|last1= Aaij|first1= R.|last2= Adeva|first2= B.|last3= Adinolfi|first3= M.|last4= Affolder|first4= A.|last5= Ajaltouni|first5= Z.|last6= Albrecht|first6= J.|last7= Alessio|first7= F.|last8= Alexander|first8= M.|last9= Ali|first9= S.|last10= Alkhazov|first10= G.|last11= Alvarez Cartelle|first11= P.|last12= Alves|first12= A. A.|last13= Amato|first13= S.|last14= Amerio|first14= S.|last15= Amhis|first15= Y.|last16= An|first16= L.|last17= Anderlini|first17= L.|last18= Anderson|first18= J.|last19= Andreassen|first19= R.|last20= Andreotti|first20= M.|last21= Andrews|first21= J. E.|last22= Appleby|first22= R. B.|last23= Aquines Gutierrez|first23= O.|last24= Archilli|first24= F.|last25= Artamonov|first25= A.|last26= Artuso|first26= M.|last27= Aslanides|first27= E.|last28= Auriemma|first28= G.|last29= Baalouch|first29= M.|last30= Bachmann|first30= S.|page= 222002|pmid= 24949760|display-authors= 1}}</ref><ref name="LHCb2015">{{cite journal|author=R. Aaij et al. ([[LHCb|LHCb collaboration]]) |year=2015|title=Observation of J/ψp resonances consistent with pentaquark states in Λ{{su|p=0|b=b}}→J/ψK<sup>−</sup>p decays |journal=[[Physical Review Letters]] |volume=115 |issue=7 |page=072001 |doi=10.1103/PhysRevLett.115.072001 |pmid=26317714 |arxiv = 1507.03414 |bibcode = 2015PhRvL.115g2001A|s2cid=119204136 }}</ref> као што су [[протон]] и [[неутрон]]. Осим тога, јака сила везује неутроне и протоне чиме се креира атомско језгро. Највећи део [[Једнакост масе и енергије|масе]] обичних [[протон]]а или [[неутрон]]а је резултат [[Proton#Quarks and the mass of a proton|поља енергије јаке силе]]; индивидуални кваркови производе само око 1% масе протона.

Јака интеракција је уочљива у два опсега: на већој скали (око 1 до 3 [[метар|-{fm}-]]), то је сила која везује [[протон]]е и [[неутрон]]е (нуклеоне) заједно да формирају [[атомско језгро|нуклеус]] [[атом]]а. На мањој скали (мање од око 0,8 fm, тј. реда величине радијуса нуклеона), она је сила (преношена [[глуон]]има) која држи [[кварк]]ове заједно да би се формирали протони, неутрони, и друге [[хадрон]]ске честице. У том контексту, она је позната као ''боја силе''. Јака сила суштински има тако велику јачину да хадрони везани јаком силом могу да произведу [[Једнакост масе и енергије|нове масивне честице]]. Стога, ако су хадрони погођени високоенергетским честицама, то доводи до настанка нових хадрона уместо да се емитује зрачење ([[глуон]]а). То својство јаке силе се назива [[ограничавање боје]], и оно спречава слободну „емисију” јаке силе: уместо тога се у пракси формирају [[струја (физика елементарних честица)|струје]] масивних честица.<ref>{{cite journal|url=https://dx.doi.org/10.1016/0370-1573(83)90080-7 |author= B. Andersson |display-authors=etal |title= Parton Fragmentation and String Dynamics |journal= Phys. Rep. |volume= 2–3 | year=1983|issue= 2–3 | pages = 31–145 |doi= 10.1016/0370-1573(83)90080-7 |bibcode= 1983PhR....97...31A }}</ref><ref>{{cite journal|author= S. D. Ellis |author2= D. E. Soper |title= Successive Combination Jet Algorithm For Hadron Collisions |journal= Phys. Rev. |volume= D48 |year=1993|issue= 7 |pages=3160–3166|doi= 10.1103/PhysRevD.48.3160 |pmid= 10016571 |arxiv= hep-ph/9305266 |bibcode= 1993PhRvD..48.3160E |s2cid= 2667115 }}</ref><ref>{{Cite book|author= M. Gyulassy |display-authors=etal |title= Quark–Gluon Plasma 3 |chapter= Jet Quenching and Radiative Energy Loss in Dense Nuclear Matter |editor= R.C. Hwa |editor2= X. N. Wang |publisher= World Scientific |location= Singapore |year=2003|pages= 123–191 |doi= 10.1142/9789812795533_0003 |arxiv= nucl-th/0302077 |isbn= 978-981-238-077-7 |s2cid= 17364075 }}</ref>

У контексту везивања протона и неутрона при формирану атомског језгра, јаке интеракције се називају [[nuclear force|нуклеарним силама]] (или ''резидуалном јаком силом''). У овом случају то је остатак снажне интеракције између кваркова који сачињавају протоне и неутроне. Као такве, резидуалне јаке интеракције испољавају сасвим другачије понашање које зе зависно од удаљености између нуклеона, што се разликује од случаја када делују као везујућа сила кваркова унутар нуклеона. [[Енергија везивања]] која се делимично ослобађа при распаду нуклеуса је повезана са резидуалном јаком силом и она се испољава као фисиона енергија у [[Нуклеарна енергија|нуклеарним централама]] и [[Нуклеарно оружје|нуклеарном оружју]] фисионог типа.<ref>on Binding energy: see [http://www.furryelephant.com/content/radioactivity/binding-energy-mass-defect/ Binding Energy, Mass Defect] {{Wayback|url=http://www.furryelephant.com/content/radioactivity/binding-energy-mass-defect/ |date=20170618092355 }}, Furry Elephant physics educational site, retr 2012-07-01</ref><ref>{{cite web|url=http://www.ragheb.co/NPRE%20402%20ME%20405%20Nuclear%20Power%20Engineering/Nuclear%20Processes%20The%20Strong%20Force.pdf |title= Chapter 4 Nuclear Processes, The Strong Force |author= M. Ragheb |date=27. 1. 2012 |publisher= University of Illinois}}</ref>

Јака интеракција је посредована разменом честица без масе званих [[глуон]]и које делују између кваркова, [[Античестица|антикваркова]], и других глуона. Сматра се да глуони формирају интеракције са кварковима и другим глуонима путем типа промена званих [[промена боје]]. Промена боје је аналогна са електромагнетним наелектрисањем, али се јавља у три типа (±црвена, ±зелена, ±плава) уместо једног, што доводи до различитих типова силе, са различитим правилима понашања. Ова правила су детаљно описана у теорији [[quantum chromodynamics|квантне хромодинамике]] (-{QCD}-), која се бави интеракцијама кваркова и глуона.<ref name="feynbook" />

Након [[Велики прасак|Великог праска]] и током [[Electroweak epoch|електрослабе епохе]] свемира, [[electroweak interaction|електрослаба сила]] се одвојила од јаке силе.<ref>{{cite journal|first1=A. |last1=Salam|author-link=Abdus Salam |first2=J. C. |last2=Ward|title=Weak and electromagnetic interactions |journal=Nuovo Cimento |volume=11 |issue=4 |pages=568–577 |year=1959|doi= 10.1007/BF02726525 |bibcode=1959NCim...11..568S}}</ref><ref>{{cite journal|last=Weinberg| first = S |year=1967| title = A Model of Leptons | url = https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.19.1264 | format = PDF | journal = Phys. Rev. Lett. | volume = 19 | issue = 21| doi = 10.1103/PhysRevLett.19.1264 | bibcode = 1967PhRvL..19.1264W |pages=1264–66}}</ref><ref>{{harvnb|Bais|2005|pp=84}}</ref> Низ покушаја успостављања [[Grand Unified Theory|велике уједињавајуће теорије]] је направљен,<ref>{{harvnb|Ross|1984|pp=}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Georgi|first1=H. |last2=Glashow|first2=S.L.|year=1974|title=Unity of All Elementary Particle Forces |journal=[[Physical Review Letters]] |volume=32 |issue=8 |doi=10.1103/PhysRevLett.32.438|bibcode=1974PhRvL..32..438G|pages=438–41}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Pati|first1=J. |last2=Salam|first2=A. |year=1974|title=Lepton Number as the Fourth Color |journal=[[Physical Review D]] |volume=10 |issue=1 |doi=10.1103/PhysRevD.10.275 |bibcode = 1974PhRvD..10..275P |pages=275–89}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Buras|first1=A.J. |last2=Ellis|first2=J. |last3=Gaillard|first3=M.K. |last4=Nanopoulos|first4=D.V. |year=1978|title=Aspects of the grand unification of strong, weak and electromagnetic interactions |journal=[[Nuclear Physics B]] |volume=135 |issue=1 |doi=10.1016/0550-3213(78)90214-6 |url=http://cdsweb.cern.ch/record/132734/files/197712054.pdf |accessdate=21. 3. 2011|bibcode = 1978NuPhB.135...66B |pages=66–92}}</ref><ref>{{cite journal|last=Ellis|first=J. |title=Physics gets physical |journal=[[Nature (journal)|Nature]] |volume=415 |year=2002|doi=10.1038/415957b |issue=6875 |bibcode=2002Natur.415..957E |pmid=11875539|pages=957|s2cid=4329162 }}</ref> али до сад успешна верзија такве теорије није формулисана, те унификација остаје на списку [[Списак нерешених проблема физике|нерешених проблема физике]].<ref name="sym-v2-feb-05">{{Cite web |last=Womersley |first=J. |date=фебруар 2005 |title=Beyond the Standard Model |url=http://www.symmetrymagazine.org/pdfs/200502/beyond_the_standard_model.pdf |work=Symmetry Magazine |accessdate=23. 11. 2010 |archive-url=https://web.archive.org/web/20071017160238/http://www.symmetrymagazine.org/pdfs/200502/beyond_the_standard_model.pdf |archive-date=17. 10. 2007 |url-status=dead }}</ref>

== Историја ==

Пре 1970-их када се још мислило да су [[неутрон]] и [[протон]] [[Елементарна честица|основне честице]]. Израз „јака сила“ коришћен да се опише оно што се данас зове [[нуклеарна сила]] или ''резидуална јака сила'', јер у језгру се осећају резидуални (заостали) ефекти јаке силе, који делују на хадроне, дакле, [[барион]]е и [[мезон]]е. Постулирано је да нека нова сила мора до постоји да би се савладало [[Електромагнетизам|електростатичко одбијање]] протона у [[атомско језгро|језгру]],<ref name="feynbook" /><ref name="lamb">{{cite journal|authorlink=Willis Lamb |authorlink2=Robert Retherford |year=1947| title=Fine Structure of the Hydrogen Atom by a Microwave Method |url=https://archive.org/details/sim_physical-review_1947-08-01_72_3/page/n51 | journal=[[Physical Review]] | volume=72 | doi=10.1103/PhysRev.72.241 |bibcode = 1947PhRv...72..241L | issue=3 |last1=Lamb| first1= Willis |last2=Retherford| first2= Robert |pages=241–243}}</ref><ref name="foley">{{cite journal|authorlink2=Polykarp Kusch |authorlink=Henry M. Foley |year=1948| title=On the Intrinsic Moment of the Electron | journal=[[Physical Review]] | volume=73 | doi=10.1103/PhysRev.73.412 | bibcode = 1948PhRv...73..412F | issue=3 |last1=Foley| first1= H. |last2=Kusch| first2= P. |pages=412}}</ref> и због њене изванредне јачине (на малим растојањима) названа је „јаком силом“.

Касније је откривено да протони и неутрони нису фундаменталне честице, већ да се састоје од конститутивних честица званих [[кварк]]ови. Након открића кваркова, научници су схватили да сила заправо делује међу кварковима и глуонима који улазе у састав протона, а не међу протонима. Неко време након тога првобитна сила (међу протонима) називана је ''резидуалном јаком силом'', а „нова“ јака интеракција је названа '''силом боје''' ({{јез-енг|colour force}}).<ref name="feynbook" /> Кваркови за разлику од промене боје привлаче једни друге услед ''јаке интеракције'', и честице које посредују овај процес се називају [[глуон]]има.

== Детаљи ==
[[Датотека:Gluon coupling.svg|мини|десно|400п|Фундаменталне спреге јаке интеракције, слева надесно: глуонска радијација, глуонско раздвајање и глуонско самоспрезање.]]

Реч ''јака'' се користи пошто је јака интеракција „најјача” од четири фундаменталне силе. На растојању од 1 [[фемтометар|фемтометра]] (1 [[фемтометар|fm]] = 10<sup>−15</sup> метара) или мањем, њена јачина је око 137 пута већа од [[електромагнетна сила|електромагнетне силе]], што је око 10<sup>6</sup> пута више од [[слаба сила|слабе силе]], и око 10<sup>38</sup> пута више од [[гравитација|гравитације]].

=== Понашање јаке силе ===

Јаку силу описује [[квантна хромодинамика]] (-{QCD}-), део [[стандардни модел|стандардног модела]] физике елементарних честица. Математички, -{QCD}- је неабелова [[gauge theory|калибрациона инваријабилност]] базирана на локалној (-{''gauge''}-) [[Група симетрије|групи симетрије]] званој [[Специјална јединична група|-{SU}-(3)]].<ref>{{cite book|last1=Halzen|first1=Francis|last2=Martin|first2=Alan| title=Quarks & Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics |url=https://archive.org/details/quarksleptonsint0000fran|date=20 January 1984 | publisher=John Wiley & Sons |isbn=978-0-471-88741-6|pages=}}</ref><ref>{{cite book|author=[[Brian Garner Wybourne|Wybourne, B G]]|title=Classical Groups for Physicists |url=https://archive.org/details/classicalgroupsf0000wybo|location= |publisher= |year=1974|year=1984|isbn=978-0-471-96505-3|pages=}}, Wiley-Interscience. </ref>

Кваркови и глуони су једине фундаменталне честице које носе ненестајуће обојено наелектрисање, и стога они учествују у јаким интеракцијама само једни с другима. Јака сила је израз глуонске интеракције са другим кварковима и глуонским честицама.

Сви кваркови и глуони у -{QCD}- формирају интеракције један с другим путем јаке силе. Јачина интеракција је параметризована путем јаке [[coupling constant|константе спреге]].<ref>{{cite book|title=An introduction to quantum field theory |url=https://archive.org/details/introductiontoqu0000pesk |author= M.E.Peskin |author2= H.D.Schroeder |date= 2 October 1995 |isbn=978-0-201-50397-5|pages=|publisher= Avalon }}</ref> Ова јачина је модификована променама боје честица, што је [[Теорија група|групно теоретско]] својство.

Јака сила делује између кваркова. За разлику од других сила (електромагнетске, слабе, и гравитационе), јака сила не губи јачину са са повећањем растојања између парова кваркова. Након достизања гранично растојања (које је реда величине [[хадрон]]а), сила задржава јачину од око 10.000 [[Њутн (јединица)|њутна (N)]], независно од тога колико се повећа растојање између кваркова.<ref>Fritzsch, op. cite. pp. 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 that need to raise one ton, which is 1000 kg × 9.8 m/s² = ~10,000 N.</ref> Са порастом раздвајања између кваркова, енергија која се дода пару креира нове парове одговарајућих кваркова између оригинална два; стога је немогуће креирати раздвојене кваркове. Објашњење је да количина рада који се учини против силе од 10.000 њутна је довољна да се креира пар честица-античестица унутар веома кратког растојања те интеракције. Сама енергија која је додата систему да би се раздвојила два кварка креира пар нових кваркова који се спарују са оригиналним кварковима. У -{QCD}- се овај феномен назива [[color confinement|ограничавање боје]];<ref>{{cite book| author = V. Barger| author2 = R. Phillips |year=1997|title=Collider Physics |publisher=[[Addison–Wesley]] |isbn=978-0-201-14945-6|pages=}}</ref><ref>{{cite book|last=Greensite|first=J.|year=2011|title=An introduction to the confinement problem |publisher=[[Springer Science+Business Media|Springer]] |isbn=978-3-642-14381-6|pages=}}</ref> резултат чега је да се само хадрони, а не појединачни кваркови могу уочити. Неуспех свих експеримената који су трагали за [[free quark|слободним кварковима]] се сматра евиденцијом овог феномена.<ref name="feynbook" /><ref name="Veltman45">{{cite book|last=Veltman|first=M.|title=Facts and Mysteries in Elementary Particle Physics |url=https://archive.org/details/factsmysteriesel00velt_381|publisher=[[World Scientific]] |year=2003|isbn=978-981-238-149-1|pages=[https://archive.org/details/factsmysteriesel00velt_381/page/n53 45]–47}}</ref><ref>{{cite book| last1 =Wilczek | first1 =F.| last2 =Devine| first2 =B.|title=Fantastic Realities |url=https://archive.org/details/fantasticrealiti00wilc|publisher=[[World Scientific]] |year=2006|isbn=978-981-256-649-2|pages=[https://archive.org/details/fantasticrealiti00wilc/page/n94 85]}}</ref>

Елементарне честице кваркова и глуона које учествују у високоенергетским колизијама се не могу директно уочити. Интеракције производе струје новоформираних хадрона које су уочљиве. Ти хадрони се креирају као манифестација еквиваленције масе и енергије, кад се довољна количина енергије преда вези између два кварка, као када је кварк у једном протону погођен веома брзим кварком другог протона током експеримента у [[Акцелератор|акцелератора честица]]. Међутим, [[кварк–глуонска плазма|кварк–глуонске плазме]] су уочене.<ref>{{Cite news|url=http://physics.about.com/od/physicsqtot/fl/Quark-Gluon-Plasma.htm|title=Quark-gluon plasma is the most primordial state of matter.|newspaper=About.com Education|accessdate=16. 1. 2017|archive-url=https://web.archive.org/web/20170118030724/http://physics.about.com/od/physicsqtot/fl/Quark-Gluon-Plasma.htm|archive-date=18. 1. 2017|url-status=dead}}</ref>

Сваки кварк у свемиру не привлачи сваки други кварк у горе поменутом од растојања независном маниру, пошто ограничавање боје подразумева да јака сила делује без умањења при увећању растојања само између парова кваркова, и да се у колекцији везаних кваркова (тј., [[хадрон]]има), нето промена боје кваркова есенцијално поништава, резултирајући у лимиту дејства силе. Колекције кваркова (хадрони) стога се појављују скоро без промене боје, и јака сила је консеквентно практично одсутна између тих хадрона изузев што поништавање није сасвим перфектно. Резидуална сила остаје (као што је доле описано) позната као '''резидуална јака сила'''. Стога се може рећи да се резидуална сила брзо смањује са растојањем, и да има веома кратак опсег (ефективно неколико фемтометара). То се манифестује као сила између „безбојних” хадрона, и понекад је назива ''јаком нуклеарном силом'' или једноставно [[Rezidualna jaka nuklearna sila|нуклеарном силом]].<ref name="Reid">{{cite journal|last=Reid|first=R.V. |year=1968|title=Local phenomenological nucleon–nucleon potentials|journal=Annals of Physics |volume=50 |issue=3 |bibcode = 1968AnPhy..50..411R |doi = 10.1016/0003-4916(68)90126-7 |pages=411–448}}</ref><ref name="Krane">{{cite book|last=Krane|first=Kenneth S. | title=Introductory Nuclear Physics |year=1988| location= | publisher=Wiley & Sons |isbn=978-0-471-80553-3|pages=}}</ref>

=== Резидуална јака сила ===
{{main|Нуклеарна сила}}
[[Датотека:Nuclear Force anim smaller.gif|мини|350п|Анимација интеракције [[nuclear force|нуклеарне силе]] (или резидуалне јаке силе) између протона и неутрона. Мали обојени двоструки кругови су глуони, који се могу видети како везују протоне и неутроне заједно. Глуони исто тако држе заједно кварк-антикварк комбинације зване [[пион]],<ref name="ackermann-2013">
{{cite journal | last =Ackermann|first=M.|year=2013
| title=Detection of the Characteristic Pion-Decay Signature in Supernova Remnants
| journal=[[Science (journal)|Science]]
| volume=339 | issue=6424 | arxiv = 1302.3307| bibcode = 2013Sci...339..807A| doi =10.1126/science.1231160| display-authors=etal| pmid=23413352| pages = 807–811|s2cid=29815601 }}</ref> и стога помажу у трансмитовању резидуалног дела јаке силе чак и између безбојних хадрона. Антибоје су приказане у складу са [[:Датотека:Quark Anticolors.svg|овим дијаграмом]]. Увећана верзија је [http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/de/Nuclear_Force_anim.gif доступна овде] ]]<br />
Резидуални ефекат јаке силе се назива [[нуклеарна сила|нуклеарном силом]]. Нуклеарна сила делује између [[хадрон]]а, познатих као [[мезон]]и и [[барион]]и. Ова „резидуална јака сила”, делује индиректно, преносећи глуоне који формирају део виртуалних [[pion|''π'']] и [[rho meson|''ρ'']] [[мезон]]а, који, заузврат, преносе силу између нуклеона садржаних у језгру (изван [[Водоникови изотопи|протијума]]).

Резидуална јака сила је према томе, мањи остатак снажне силе која повезује кваркове у протоне и неутроне. Ова иста сила је далеко слабија ''између'' неутрона и протона, пошто је углавном неутрализована ''унутар'' њих, на исти начин на који су електромагнетне силе између неутралних атома ([[ван дер Валсова сила|ван дер Валсове силе]]) далеко слабије него електромагнетне силе које држе електроне у асоцијацији са нуклеусом, формирајући атоме.<ref>{{cite book|last=Fritzsch|first=H. |year=1983|title=Quarks: The Stuff of Matter |url=https://archive.org/details/quarksstuffofmat00frit|publisher=[[Basic Books]] |isbn=978-0-465-06781-7 |pages=[https://archive.org/details/quarksstuffofmat00frit/page/167 167]–168}}</ref>

За разлику од саме јаке силе, резидуална јака сила, губи јачину, и до тога заправо долази брзо са повећањем раздаљине. Смањење је пропорционално негативном експоненцијалном степену растојања, мада не постоји једноставан израз који тај однос описује; погледајте [[Yukawa potential|Јакавин потенцијал]]. Брзо смањење привлачне резидуалне силе са растојањем и спорије смањење репулзивне електромагнетске силе која делује између протона унутар језгра, узрокује нестабилност већих атомских језгара, као што су сва она са [[атомски број|атомским бројем]] већим од 82 (елемент [[олово]]).

== Нуклеарни процеси ==

Да би се стекло практично разумевање нуклеарних, плазматичних и радиоактивних феномена потребно је имати разумевање основних нуклеарних процеса у којима учествују изотопи, нуклеарних реакција, радиоактивности, као и фисије и фузије. Треба имати на уму да нуклеарне реакције производе преко милиона пута већу количину енергије по реакцији од хемијских.

=== Хемијске реакције ===

[[Хемијска реакција|Хемијске реакције]] обухватају комбиновање и раздвајање целих атома. Интеракције између реактаната и продуката су атомски процеси у којима учествују [[Атом#Електронски облак|електронски облаци]] који окружују језгра. На пример, може се разматрати хемијска реакција у којој се угљеник из [[фосилно гориво|фосилног горива]], или у биљним и животињским [[Метаболизам|метаболичким]] процесима, сагорева или се [[Оксидо-редукција|оксидује]] до [[угљен-диоксид]]а. Затим се може разматрати реакција у којој се [[водоник]] хемијски комбинује са [[кисеоник]]ом чиме се формира вода. Исто тако се може разматрати хемијска реакција у којој се [[уранијум-диоксид]] конвертује у [[уранијум тетрафлуорид]] -{UF}-<sub>4</sub> или Гринову со путем интеракције са [[флуороводонична киселина|флуороводоничном киселином]] (-{HF}-) у производњи уранијумског горива за [[Нуклеарни реактор|нуклеарне реакторе]]:
: {{chem|C}} + {{chem|O|2}} → 2 {{chem|CO|2}} + 4 eV
: 2 {{chem|H|2}} + {{chem|O|2}} → 2 {{chem|H|2|O}}
: {{chem|U|O|2}} + 4{{chem|H|F}} → 2 {{chem|H|2|O}} + {{chem|U|F|4}}

У случају прве реакције долази до ослобађања енергије, количина које се може измерити помоћу [[калориметрија|калориметрије]] да је 4 -{eV}-. [[Електронволт]] (-{eV}-) је јединица количине [[кинетичка енергија|кинетичке енергије]] коју је стиче један електрон, ако се убрза путем губитка потенцијала од 1 волта. У овом случају та јединица се може трансформисати у друге јединице енергије на следећи начин:
: 1 -{eV}- = 1 електронволт енергије = 1,6021 10<sup>-19</sup> џул (где је 1 џул = 1 ват секунда)

Док је -{eV}- адекватна јединица за енергију у хемијским апликацијама, код нуклеарних реакција већа јединица од милион електронволти се користи, при чему је:
: -{1 MeV = 10<sup>6</sup>eV.}-

У хемијске реакције је карактеристично следеће:
* Сваки атом учествује као целина у реакцији и задржава свој идентитет након завршетка реакције.
* Резултирајући молекули продукта се разликују од оних молекула реактаната.
* Долази до дељења или размене електронске валенце.
* Језгра атома остају непромењена.

=== Нуклеарне реакције, трансмутације ===

[[Нуклеарна реакција|Нуклеарне реакције]] се знатно разликују од хемијских реакција по томе што реакције обухватају [[Атомско језгро|језгра атома]] уместо њихових електронских облака, као што је то случај код хемијских реакција.<ref name="FusionHydrogenRate" /> Консеквентно, реактантска језгра се јављају увек као продукти реакција, те долази до остваривања трансмутације,{{sfn|Tilley|2004|p=495}} чиме се сан [[Средњу век|средњовековних]] [[Алхемија|алхемичара]] остварује. Међу продуктима се могу наћи било изотопи реактаната или комплетно различити елементи. При балансирању нуклеарних реакција се води рачуна о конзервацији нуклеарних честица уместо целокупних атома, као што се то ради у хемијским реакцијама. На пример, бомбардовање језгара [[алуминијум]]а или [[азот]]а са [[алфа честица]]ма, које су језгра [[хелијум]]а, може да доведе до следећих нуклеарних реакција:
: -{<sub>13</sub>Al<sup>27</sup> + <sub>2</sub>He<sup>4</sup> → <sub>14</sub>Si<sup>30</sup> + <sub>1</sub>H<sup>1</sup> + Δm}-
: -{<sub>7</sub>N<sup>14</sup> + <sub>2</sub>He<sup>4</sup> → <sub>8</sub>O<sup>17</sup> + <sub>1</sub>H<sup>1</sup> + Δm}-

Генерално се може написати:
: -{<sub>Z1</sub>X<sup>A1</sup> + <sub>Z2</sub>Y<sup>A2</sup> → <sub>Z3</sub>U<sup>A3</sup> + <sub>Z4</sub>V<sup>A4</sup> + Δm}-
где је
* X и Y представљају реактантска језгра,
* -{U}- и -{V}- представљају језгра продуката,
* -{Z1}- и -{Z2}- представљају атомске бројеве, или наелектрисања, или број протона реактантских језгара,
* -{A1}- и -{A2}- представљају масене бројеве, или тотални број нуклеона у реактантским језгрима,
* -{Z3}- и -{Z4}- представљају атомске бројеве, или наелектрисања, или број протона језгара продуката,
* -{A3}- и -{A4}- представљају масене бројеве, или тотални број нуклеона у језгрима продуката.

У нуклеарним реакцијама број протона или тотално наелектрисање је конзервирано на обе стране нуклеарне реакције:
: -{Z1 + Z2 = Z3 + Z4}-

Поред тога, тотални број нуклеона је конзервиран на обе стране нуклеарне реакције:
: -{A1 + A2 = A3 + A4}-

Као једно екстра својство нуклеарних реакција, маса је исто тако конзервирана. Процес конзервације масе се може изразити путем израза:
: -{Δm}- = маса(реактанти) – маса(продукти)

Поред тога, моменат и још једно нуклеарно својство која се назива „парност”, су конзервирани.

=== Конзервација масе у нуклеарним реакцијама ===

Конзервација масе нуклеарних реакција омогућава израчунавање ослобођене енергије из нуклеарних реакција. За мерење атомских и нуклеарних маса, користи се стандардна јединица: [[атомска јединица масе]] ({{јез-енг|atomic mass unit}} - -{amu}-).<ref name="Stryer 2007 35">{{cite book|last1=Berg|first1=Jeremy M. |last2=Tymoczko|first2=John L. |last3=Stryer|first3=Lubert |year=2007|title=Biochemistry |url=https://archive.org/details/biochemistrythed00berg|edition=6th |publisher=Freeman |location=New York |isbn=978-0-7167-8724-2 |chapter=2 |pages=[https://archive.org/details/biochemistrythed00berg/page/n72 35]}}</ref> Пошто је [[угљеник]] изобилан на Земљи у виду [[угљоводоник]]а и у живој материји, -{amu}- јединица масе је изабрана као 1/12 масе најзаступљенијег [[изотоп]]а угљеника: <sub>6</sub>C<sup>12</sup>. Стога се -{amu}- дефинише као:
: -{1 amu = 1/12 m(<sub>6</sub>C<sup>12</sup>)}-

У старијим научним публикацијама и извештајима, -{amu}- је била дефинисана као 1/16 масе O<sup>16</sup> изотопа. Маса <sub>6</sub>C<sup>12</sup> изотопа се може написати као:
: -{m(<sub>6</sub>C<sup>12</sup>) = 12 amu}-

Исто тако се масе изотопа који су поменути у горе наведеним нуклеарним реакцијама могу изразити као:
{{div col|colwidth=30em}}
: -{m(<sub>13</sub>Al<sup>27</sup>) = 26.981541 amu}-
: -{m(<sub>2</sub>He<sup>4</sup>) = 4.002603 amu}-
: -{m(<sub>14</sub>Si<sup>30</sup>) = 29.973772 amu}-
: -{m(<sub>1</sub>H<sup>1</sup>) = 1.007825 amu}-
: -{m(<sub>7</sub>N<sup>14</sup>) = 14.003074 amu}-
: -{m(<sub>8</sub>O<sup>17</sup>) = 16.999131 amu}-
{{div col end}}

== Види још ==
* [[Слаба интеракција|Слаба сила]], [[Електромагнетска сила|електромагнетна сила]] и [[гравитација|гравитациона сила]]
* [[Стандардни модел]]
* [[физика честица]]
* [[Квантна теорија поља]]
* [[Квантна хромодинамика]]

== Референце ==
{{reflist|30em}}

== Литература ==
{{Литература|30em}}
* {{Cite book|last=Ross|first=G. |year=1984|title=Grand Unified Theories |publisher=[[Westview Press]] |isbn=978-0-8053-6968-7}}
* {{Cite book|last=Bais|first=S.|year=2005|title=The Equations: Icons of knowledge |publisher= |isbn=978-0-674-01967-6|pages=84}}
* {{Cite book|author= M. Gyulassy |display-authors=etal |title= Quark–Gluon Plasma 3 |chapter=Jet Quenching and Radiative Energy Loss in Dense Nuclear Matter |editor= R.C. Hwa |editor2= X. N. Wang |publisher= World Scientific |location= Singapore |year=2003|pages=123–191 |doi=10.1142/9789812795533_0003 |arxiv=nucl-th/0302077 |isbn=978-981-238-077-7 |s2cid=17364075 }}
* {{Cite book|last=Feynman|first=Richard |authorlink=Richard Feynman |year=1985|isbn=978-0-691-12575-6 |title=QED: The Strange Theory of Light and Matter |publisher=Princeton University Press}}
* {{Cite book| last1  = Franklin | first1 = Allan
| last2  = Fischbach | first2 = Ephraim
| title  = The Rise and Fall of the Fifth Force: Discovery, Pursuit, and Justification in Modern Physics, 2nd Ed. | publisher = Springer | year =2016| location = 
|pages  = 
| language = 
| url    = https://books.google.com/books?id=7giyCwAAQBAJ&dq=%22fifth+force%22&pg=PA146
| doi    = | id     = |isbn=978-3-319-28412-5
}}
* {{Cite book| last1  = Fackler| first1 = Orrin 
| last2  = Tran | first2 = J. Thanh Van
| title  = 5th Force Neutrino Physics | publisher = Atlantica Séguier Frontières | year =1988| location = 
|pages  = 
| language = 
| url    = https://books.google.com/books?id=Ke32COxghksC&dq=%22fifth+force%22f=false&pg=PR7
| doi    = | id     = |isbn=978-2-86332-054-9
}}
* С. Мацура, Ј. Радић-Перић, АТОМИСТИКА, Факултет за физичку хемију Универзитета у Београду/Службени лист, Београд, (2004). pp.&nbsp;557.
* {{cite web|last=Christman|first=J. R.|year=2001
|title=MISN-0-280: ''The Strong Interaction''
|url=http://www.physnet.org/modules/pdf_modules/m280.pdf
|work= Project PHYSNET
}}
* {{Cite book|last= Griffiths |first=David |authorlink=David Griffiths (physicist)|year=1987|title=Introduction to Elementary Particles | url=https://archive.org/details/introductiontoel0000grif_o7r4 | publisher =[[John Wiley & Sons]]|isbn=978-0-471-60386-3
}}
* {{Cite book|last1=Halzen|first1=F.|last2=Martin|first2=A. D.|year=1984|title=Quarks and Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics |url=https://archive.org/details/quarksleptonsint0000fran| publisher =[[John Wiley & Sons]]|isbn=978-0-471-88741-6
}}
* {{Cite book|last=Kane|first=G. L. |authorlink=Gordon L. Kane|year=1987|title=Modern Elementary Particle Physics |url=https://archive.org/details/modernelementary0000kane_h0l3| publisher =[[Perseus Books]]|isbn=978-0-201-11749-3
}}
* {{Cite book|last=Morris|first=R.|year=2003|title=The Last Sorcerers: The Path from Alchemy to the Periodic Table | url=https://archive.org/details/lastsorcererspat0000morr | publisher =[[Joseph Henry Press]]|isbn=978-0-309-50593-2
}}
* {{Cite book|author=D.H. Perkins|year=2000| title=Introduction to High Energy Physics | publisher =[[Cambridge University Press]]|isbn=978-0-521-62196-0
}}
* {{Cite book|last=Oerter|first=R.|year=2006|title=The Theory of Almost Everything: The Standard Model, the Unsung Triumph of Modern Physics | url=https://archive.org/details/theoryofalmostev0000oert | publisher =[[Plume (publisher)|Plume]]|isbn=978-0-13-236678-6
}}
* {{Cite book|author=B.A. Schumm|year=2004|title=Deep Down Things: The Breathtaking Beauty of Particle Physics | url=https://archive.org/details/deepdownthingsbr00schu | publisher =[[Johns Hopkins University Press]]|isbn=978-0-8018-7971-5
}}
* {{Cite book|last=Tilley|first=R. J. D. |year=2004|title=Understanding Solids: The Science of Materials |url=https://books.google.com/books?id=ZVgOLCXNoMoC&pg=PA495 |publisher=[[John Wiley and Sons]] |isbn=978-0-470-85275-0 |pages=495}}
* {{Cite book| last1=Greiner|first1=Walter|authorlink=Walter Greiner |last2=Müller|first2=B.|year=2000| title=Gauge Theory of Weak Interactions | publisher =[[Springer (publisher)|Springer]]|isbn=978-3-540-67672-0
}}
* {{Cite book|author=G.D. Coughlan |author2=J.E. Dodd |author3=B.M. Gripaios |year=2006|title=The Ideas of Particle Physics: An Introduction for Scientists
| url=https://archive.org/details/ideasofparticlep0000coug_q6u9 |edition=3rd | publisher =[[Cambridge University Press]]|isbn=978-0-521-67775-2
}}
* {{Cite book|last=Cottingham|first=W. N.|author2=D. A. Greenwood| title=An introduction to nuclear physics | publisher =Cambridge University Press
| origyear=1986|year=2001
| edition=2nd | pages =30|isbn=978-0-521-65733-4| url=https://books.google.com/books?id=0VIpJPn-qWoC&pg=PA30
}}
{{Литература крај}}

== Спољашње везе ==
{{Commonscat|Strong nuclear force}}
* [https://web.archive.org/web/20051016222258/http://35.9.69.219/home/modules/pdf_modules/m280.pdf MISN-0-280: ''The Strong Interaction''] ([[PDF]] file) by J.R. Christman for [http://www.physnet.org Project PHYSNET].
* {{britannica|569442|Strong force}}

{{Нормативна контрола}}

[[Категорија:Квантна хромодинамика]]
[[Категорија:Физика честица]]
[[Категорија:Нуклеарна физика]]
[[Категорија:Фундаменталне силе]]