Spēcīgs spēks, fundamentāla dabas mijiedarbība, kas darbojas starp matērijas subatomiskajām daļiņām. Spēcīgais spēks saista kvarkus kopās, veidojot pazīstamākas subatomiskās daļiņas, piemēram, protonus un neitronus. Tas satur arī atomu kodolu un ir mijiedarbība starp visām daļiņām, kas satur kvarkus.
subatomiskā daļiņa: spēcīgs spēks
Lai arī trāpīgi nosauktais spēcīgais spēks ir visspēcīgākais no visām pamata mijiedarbībām, tas, tāpat kā vājais spēks, ir īslaicīgs un
Spēcīgais spēks rodas īpašībā, ko sauc par krāsu. Šis īpašums, kam nav sakara ar krāsu vārda vizuālajā nozīmē, ir nedaudz analogs elektriskajam lādiņam. Tāpat kā elektriskais lādiņš ir elektromagnētisma jeb elektromagnētiskā spēka avots, tātad spēcīgā spēka avots ir krāsa. Daļiņas bez krāsas, piemēram, elektroni un citi leptoni, “nejūt” spēcīgo spēku; daļiņas ar krāsu, galvenokārt kvarki, “jūt” spēcīgo spēku. Kvantu hromodinamika, kvantu lauka teorija, kas apraksta spēcīgu mijiedarbību, savu nosaukumu iegūst no šīs centrālās krāsas īpašības.
Protoni un neitroni ir baronu, daļiņu klases piemēri, kas satur trīs kvarkus, katrs ar vienu no trim iespējamām krāsu vērtībām (sarkanu, zilu un zaļu). Kvarkus var kombinēt arī ar antikvarkiem (to pretdaļiņām, kurām ir pretēja krāsa), veidojot mezonus, piemēram, pi mezonus un K mezonus. Visu baronu un mezonu neto krāsa ir nulle, un šķiet, ka spēcīgais spēks ļauj eksistēt tikai kombinācijām ar nulles krāsu. Mēģinājumi izsist atsevišķus kvarkus, piemēram, lielas enerģijas daļiņu sadursmēs, rada tikai jaunas “bezkrāsainas” daļiņas, galvenokārt mezonus.
Spēcīgā mijiedarbībā kvarki apmainās ar gluoniem, kas ir stipra spēka nesēji. Gluoni, tāpat kā fotoni (elektromagnētiskā spēka sūtītāja daļiņas), ir bezsvara daļiņas ar veselu iekšējā griešanās vienību. Tomēr atšķirībā no fotoniem, kuri nav elektriski lādēti un tāpēc nejūt elektromagnētisko spēku, gluoni satur krāsu, kas nozīmē, ka tie patiešām izjūt spēcīgu spēku un var mijiedarboties savā starpā. Viens no šīs atšķirības rezultātiem ir tāds, ka mazajā diapazonā (apmēram 10–15 metri, aptuveni protona vai neitrona diametrs) spēcīgais spēks, šķiet, ar attālumu kļūst spēcīgāks atšķirībā no citiem spēkiem.
Palielinoties attālumam starp diviem kvarkiem, spēks starp tiem palielinās, jo spriegums veidojas elastīgā gabalā, kad tā abi gali tiek atdalīti. Galu galā elastīgais saplīst, iegūstot divus gabalus. Kaut kas līdzīgs notiek ar kvarkiem, jo ar pietiekošu enerģiju nevis viens kvarks, bet gan kvarka un antīkās kārtas pāris tiek “izvilkts” no kopas. Tādējādi šķiet, ka kvarki vienmēr ir bloķēti novērojamajos mezonos un baronos - parādība, ko sauc par norobežošanu. Attālumos, kas salīdzināmi ar protona diametru, stipra mijiedarbība starp kvarkiem ir apmēram 100 reizes lielāka nekā elektromagnētiskā mijiedarbība. Mazākos attālumos spēcīgais spēks starp kvarkiem tomēr kļūst vājāks, un kvarki sāk izturēties kā ar neatkarīgām daļiņām - efektu sauc par asimptotisku brīvību.
