Hva Force seirer Proton Elektro Repulsion av hverandre?

Protoner og nøytroner er subatomære partikler som finnes i kjernene av atomer. Protoner har en positiv ladning, og like ladninger frastøter hverandre. Ved første øyekast så kan det virke counterintuitive at protoner forbli låst så tett sammen i kjernen. Merkelig som det ser ut, men det er akkurat det som skjer: Den "sterke" force, en av de fire fundamentale kreftene i fysikk, overvinner frastøting av protoner til å holde kjernen sammen.

sterk Force

Nåværende modeller fysikkens beskrive fire fundamentale kreftene som finnes i hele naturen: den elektromagnetiske kraften, den svake kraften, den sterke kraft og tyngde; den sterke kraft er den sterkeste av de fire. I motsetning til de andre, men dette er styrke også kort rekkevidde, noe som betyr at partiklene må være adskilt med kun en ekstremt liten avstand før de får sine effekter. I løpet av denne korte rekkevidde, er det sterk kraft faktisk ganske sterk --- kraftig nok til å overvinne den frastøting mellom de positive ladningene i protoner.

Avstander

Fysikere beskrive sterk kraft som et samspill mediert ved utveksling av partikler som kalles gluoner. For sterk kraft for å overvinne frastøtning, må avstanden mellom partiklene være omtrent lik diameteren av et proton eller et nøytron. Ved større avstander, den frastøting mellom positivt ladde protoner gjør dem fly vekk fra hverandre. Nøytroner også oppleve sterk-force interaksjoner, men at de ikke opplever elektro frastøting fordi de ikke har noen kostnad.

Fusion

Den korte rekkevidde av den sterke kraft forklarer hvorfor kjernefusjon, den prosess som foregår i solens kjerne, krever ekstremt høye temperaturer kan forekomme. Atomkjerner ikke vanligvis kommer i nærheten av hverandre, fordi den frastøting mellom positive ladninger holder dem fra hverandre. For å overvinne det frastøting, må kjernen være i bevegelse ekstremt rask --- så fort at frastøting er utilstrekkelig for å stoppe dem. Når de kolliderer, holder sterk kraft partiklene sammen.

nøytroner

Bombardere kjerner med nøytroner, derimot, er mye enklere, fordi de neutroner som ikke opplever noen elektromagnetiske frastøtning, og hvis de kommer nær nok til en kjerne, kan de bli fanget av den. Nøytroner er også viktig for stabiliteten av større kjerner. Ved å holde protonene fra hverandre, at de bidrar til å senke frastøting mellom de positive ladninger, og de kan også øke styrken av de krefter som binde kjernen sammen.