強相互作用力
請你做好心理的準備,因為你出生以來所有的常識都即將被強相互作用力打碎。
如果你能看完這篇文章,熊小熊我,將一步步帶你了解強相互作用力,更一步清晰的理解這個世界(例如怎麼造核彈)。
核輻射威脅警告
回到正題。
不管是微觀還是宏觀,四種基本力都時時刻刻發揮作用。但隨著尺度不斷增加,有些力會高速地衰減(說的就是強相互作用力和弱相互作用力),而有些力的排斥力和吸引力則會相互抵消(說的就是除引力外的所有力)。
電磁力的正負電荷在宏觀上分布極端平均,而強相互作用力和弱相互作用力有衰減的太快,唯獨只有依賴於質量的萬有引力,在宏觀上仍然保持著較大的大小。
而今天我們將離開常見的引力和電磁力(經典物理),進一步了解主掌粒子階層的強相互作用力。
首先我們先思考這個問題:
我們為什麼需要強相互作用力?到底是什麼原因使得強相互作用力如此必要?以至於我們提出力一個全新的基本力理論?
首先回憶原子的結構:
外層帶負電的電子
原子核由帶正電的質子(Proton)和不帶電的中子(Neutron)組成。
不是特別標準的原子模型,我會在以後的帖子裡解釋現在的原子模型。
現在我們集中我們的注意力在原子核上。原子核內的亞原子粒子(subatomic particle),中子和質子的總電荷是正性,而且根據電磁力來講,正電荷之間會排斥。
等等,如果這麼來說,原子核應該會以為自身排斥的電磁力而直接崩解。但經驗又告訴我們,沒有一個原子核會無緣無故的崩解,不然我們就都不會存在了。
這樣推理來看,必然存在另一種力對抗排斥的電磁力,而且肯定比電磁力更強大,而且還是只在原子核尺度上才發揮作用的。
不如我們叫他強相互作用力(Strong Nuclear Interaction)吧。#物理學家不會取名
強相互作用力(Strong Nuclear Interaction or Strong Interaction)
強相互作用力是人類已知最強大的基本力。在一費米(Femtometer)的尺度上,強相互作用力是電磁力的137倍,弱相互作用力的106倍,是萬有引力的1038倍。真正意義上的宇宙最強。
兩個中子的距離裡,亞原子粒子之間的強相互作用力將這個整個原子核綁定在一起。作為強相互作用力的媒介(Medium),介子(Meson)在質子之間不停移動,轉遞強相互作用力。同樣的過程也使用於中子。
由兩個上夸克和一個下夸克組成
當我們進一步縮小,我們到達一個質子的內部,強相互作用力變得更強,將3個夸克綁定在一起,形成質子。這個尺度上,強相互作用力的媒介變成了膠子(Gluon)。膠子,好名字 #物理學家不會取名。
反過來,當我們進一步變大,強相互作用力將一點點變弱,最終變得比電磁力還要小。
同理,你可以想像一個這樣虛構的界限,當兩個原子的原子核距離較遠時,電磁力會將兩者推開。但當你穿過這個界限時,進入強相互作用的地盤時,兩個原子就會相聚,然後融合成一個原子。
等等,有點熟悉的概念,這不就是核聚變(Nuclear Fussin)嗎。沒錯,當兩個原子相聚時,原本儲存的巨大的勢能就會釋放出來。前提是得先突破強大的電磁力,達到足夠近才行。核反應詳細的內容將會在之後的篇章中講述。
氘(Deutirium)和氚(Tritium)
這就是強相互作用力。如過你想知道更多的話,可以在評論中提要求,我也許會繼續解釋這個力背後的理論,量子色動力學(Quantum Chromodynamic)<= #物理學家不會取名
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