Silná sila, základná interakcia prírody, ktorá pôsobí medzi subatomickými časticami hmoty. Silná sila spája kvarky do zhlukov a vytvára tak známe subatomické častice, ako sú napríklad protóny a neutróny. Tiež drží pohromade atómové jadro a je základom interakcií medzi všetkými časticami obsahujúcimi kvarky.
subatomická častica: Silná sila
Aj keď vhodne pomenovaná silná sila je najsilnejšou zo všetkých základných interakcií, je rovnako ako slabá sila krátka a
Silná sila pochádza z vlastnosti známej ako farba. Táto vlastnosť, ktorá nesúvisí s farbou v vizuálnom zmysle slova, je do istej miery analogická s elektrickým nábojom. Rovnako ako elektrický náboj je zdrojom elektromagnetizmu alebo elektromagnetickej sily, aj farba je zdrojom silnej sily. Častice bez farby, ako sú elektróny a iné leptóny, „nepocítia“ silnú silu; častice s farbou, hlavne kvarky, „pocítia“ silnú silu. Kvantová chromodynamika, teória kvantového poľa popisujúca silné interakcie, má svoje meno z tejto centrálnej vlastnosti farby.
Protóny a neutróny sú príklady baryónov, triedy častíc, ktoré obsahujú tri kvarky, z ktorých každý má jednu z troch možných hodnôt farby (červená, modrá a zelená). Kvarky sa tiež môžu kombinovať s antikvarmi (ich antičastice, ktoré majú opačnú farbu), aby vytvorili mezóny, ako sú napríklad mezóny pí a K mezóny. Všetky baryóny a mezóny majú nulovú čistú farbu a zdá sa, že silná sila umožňuje existenciu iba kombinácií s nulovou farbou. Pokusy vyradiť jednotlivé kvarky, napríklad pri zrážkach vysokoenergetických častíc, majú za následok iba vytvorenie nových „bezfarebných“ častíc, najmä mezónov.
V silných interakciách si kvarky vymieňajú gluóny, ktoré sú nositeľmi silnej sily. Gluóny, podobne ako fotóny (častice posla elektromagnetickej sily), sú bezhmotné častice s celou jednotkou vnútornej rotácie. Na rozdiel od fotónov, ktoré nie sú elektricky nabité, a preto necítia elektromagnetickú silu, však gluóny nesú farbu, čo znamená, že pociťujú silnú silu a môžu vzájomne pôsobiť. Jedným z dôsledkov tohto rozdielu je to, že vo svojom krátkom rozmedzí (asi 10 - 15 metrov, zhruba priemere protónu alebo neutrónu) sa zdá, že silná sila je na rozdiel od ostatných síl silnejšia so vzdialenosťou.
Ako sa zväčšuje vzdialenosť medzi dvoma kvarkami, sila medzi nimi sa zvyšuje skôr ako napätie v elastickom kuse, keď sa jeho dva konce ťahajú od seba. Nakoniec sa elastický materiál zlomí a získa dva kusy. Niečo podobné sa deje s kvarkami, pretože pri dostatočnej energii to nie je jeden kvark, ale pár kvark-antikvark, ktorý je „vytiahnutý“ z klastra. Zdá sa teda, že kvarky sú vždy zamknuté vo vnútri pozorovateľných mezónov a baryónov, čo je jav známy ako uväznenie. Pri vzdialenostiach porovnateľných s priemerom protónu je silná interakcia medzi kvarkmi asi 100-krát väčšia ako elektromagnetická interakcia. Na menších vzdialenostiach sa však silná sila medzi kvarkmi oslabí a kvarky sa začnú správať ako nezávislé častice, čo je jav známy ako asymptotická sloboda.
