強相互作用

強相互作用是作用於強子之間的力 ， 是已知四種基本作用力中最強的 ， 也是作用距離第二短的 （ 大約在 10 - 15 m 範圍內 ， 比弱交互作用的範圍大 ） 。 另外三種相互作用分別是引力 、 電磁力及弱相互作用 。 核子間的核力就是強相互作用 。 它抵抗了質子之間的強大的電磁力 ， 維持了原子核的穩定 。 強相互作用也將夸克基本粒子結合成爲質子及中子等強子 ， 這也是組成大部份物質的粒子 。 而且一般質子或中子裏 ， 大部份的質能是以強相互作用場能量的形式存在 ， 夸克只提供了1 % 的質能 。 強相互作用可以在二個地方看到 ： 較大的尺度 （ 約1至3飛米 ） 下 ， 強相互作用將質子及中子結合成爲原子的原子核 ， 較小的尺度 （ 約 0.8 飛米 ， 約爲核子的尺寸 ） 下 ， 強相互作用將夸克結合 ， 成爲質子 、 中子或其他強子 。 強相互作用的作用力非常強 ， 大到束縛一個夸克的能量可以轉換爲新的夸克對的質量 ， 強相互作用的這個性質稱爲夸克禁閉 。 強相互作用是唯一強度不會隨距離減小的作用力 ， 但因爲夸克禁閉 ， 夸克會限制和其他夸克在一起 ， 形成的強子之間會有殘留的強相互作用 ， 也稱爲核力 ， 核力會隨距離而迅速減少 。 撞擊原子核釋放的部份束縛能和產生的核力有關 ， 而核力也用在覈能及核融合式的核武器中 。 強相互作用一般認爲是由膠子傳遞的 ， 膠子會在夸克 、 反夸克及其他膠子之間交換 。 膠子會帶有色荷 ， 色荷和人眼可見的顏色完全沒有關係 ， 色荷類似電荷 ， 但色荷有六種 （ 紅 、 綠 、 藍 、 反紅 、 反綠 、 反藍 ） ， 因此會形成不同的力 ， 有不同的規則 ， 在量子色動力學 （ QCD ） 中有描述 ， 這也是夸克 - 膠子交互作用的基礎 。 吳秀蘭等科學家對膠子發現有很大貢獻 ， 因此在1995年獲得了歐洲物理學會髙能和粒子物理獎 。 在大爆炸後 ， 電弱時期時 ， 電弱交互作用和強相互作用分離 ， 統一弱交互作用和電磁交互作用的電弱統一理論已經獲得實驗證實 。 科學家進一步預期有一個大統一理論可以統一電弱交互作用及強相互作用 ， 現今有許多是大統一理論的理論 ， 第一個是哈沃德 · 喬吉和謝爾登 · 格拉肖於1974年提出了最早的SU ( 5 ) 大統一理論 ， 但和實驗不合 ， 其他的理論有SO ( 10 ) 模型 、 ， 但還沒有一個是廣爲科學家接受 ， 且有實驗證實的理論 ， 而且許多大統一理論都預言質子衰變 ， 但目前也還沒有實驗支持 ， 大統一理論也還是未解決的物理學問題之一 。