Güçlü etkileşim

Güçlü etkileşim, kuarklar ve gluonlar arasındaki etkileşimdir ve kuantum renk dinamiği kuramı ile betimlenir. Güçlü etkileşim, gluonlar tarafından taşınan ve kuarklar ile antikuarklara, ayrıca gluonların kendilerine etki eden kuvvettir. Gluon, Latince kökenli bir kelime olup, İngilizcedeki Glue kelimesinin köküdür ve yapışkan madde anlamını karşılamaktadır.

Nötr bir pionun aracılık ettiği proton-nötron saçılımının bir diyagramı.

Güçlü etkileşim doğrudan temel parçacıklara etki ediyor olmasına rağmen bu kuvvet hadronlar arasındaki nükleer kuvvet olarak da karşımıza çıkar. Güçlü etkileşime giren parçacıkların doğrudan gözlemlenmesinin olanaksız olduğu pek çok serbest kuark gözlemleme çalışmasının başarısızlıkla sonuçlanması sonucu anlaşılmıştır. Sadece hadronların gözlemlenebilmesi görüngüsü asimptotik özgürlük kuramı ile açıklanır.

Tarihçe

1970'li yıllara kadar proton ve nötronların temel parçacıklar olduğu düşünülüyordu ve kuvvetli etkileşim ifadesi bugün nükleer kuvvet olarak bildiğimiz çekirdek içi kuvvetler için kullanılmaktaydı. Gözlemlenen kuvvet aslında kuvvetli etkileşiminin mezon ve baryonlar, yani hadronlar üzerindeki kalıntı etkileri idi. Bu kuvvet atom çekirdeğindeki protonlar arasındaki elektrostatik itme kuvvetini yenerek çekirdeği bir arada tutabilecek kadar güçlü olmalıydı; bu nedenle çekirdek içi etkileşim, güçlü etkileşim olarak adlandırıldı. Kuarkların keşfi ile birlikte bilim adamları kuvvetin protonlara değil, onları oluşturan kuark ve gluonlara etki ettiğini anladılar. Farkın anlaşılmasının ardından eski kavram kalıntı güçlü etkileşim, yeni kavram ise renk kuvveti olarak adlandırıldı.

Ayrıntılar

Parçacık fiziğinde standart modelin bir kısmı olan kuantum renk dinamiği, SU(3) olarak adlandırılan yerel (ayar) simetri grubu üzerine kurulu bir Abelyen olmayan ayar kuramıdır. Güçlü etkileşimin kuvveti güçlü bağlaşım sabiti ile belirlenir. Bağlaşım sabiti etkileşen parçacıkların renk yüküne ve aralarındaki mesafenin/etkileşim enerjisinin büyüklüğüne göre değişir. Kuarklar ve gluonlar renk yükü taşıyan ve dolayısıyla güçlü etkileşime girebilen yegane temel parçacıklardır.

Ayrıca bakınız

• Zayıf etkileşim, elektromanyetik etkileşim ve kütleçekim
• Parçacık fiziğinde Standart Model
• Kuantum alan kuramı ve ayar kuramı
• Kuantum renkdinamiği
• Çekirdek-içi kuvvet ve Çekirdek fiziği
• Bağlaşım sabiti

Kaynakça

• David J. Griffiths, (1987). Introduction to Elementary Particles. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-60386-4 18 Eylül 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
• Gordon L. Kane (1987). Modern Elementary Particle Physics. Perseus Books. ISBN 0-201-11749-5