Πυρηνική δύναμη

Πυρηνική δύναμη ονομάζουμε τη δύναμη που ασκείται μεταξύ δύο ή περισσότερων νουκλεονίων, μέσα ή έξω από τον ατομικό πυρήνα. Η δύναμη αυτή είναι υπεύθυνη για την συγκράτηση των νουκλεονίων (πρωτονίων και νετρονίων) μέσα στον ατομικό πυρήνα παρά την ηλεκτροστατική άπωση μεταξύ των πρωτονίων και την ηλεκτρική ουδετερότητα των νετρονίων. Η ενέργεια που εκλύεται από αυτήν σε διάφορα φυσικά φαινόμενα, όπως η πυρηνική σύντηξη και η πυρηνική σχάση, είναι που κάνει τους αστέρες, όπως τον Ήλιο^[1], να εκπέμπουν ενέργεια και ειδικές παραγωγικές μονάδες να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια^[2]. Τα πυρηνικά όπλα, όπως η ατομική βόμβα, είναι επίσης μία εφαρμογή εκμετάλλευσης της έκλυσης της ενέργειας της δύναμης αυτής.

Στην εικόνα φαίνεται ένα διάγραμμα τύπου Φάινμαν με την αλληλεπίδραση πρωτονίου-νετρονίου με την ανταλλαγή ενός ουδετέρου πιονίου (π⁰).

Η κβαντική θεωρία πεδίου χρησιμοποιεί ανταλλαγές μποζονίων για την περιγραφή των θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων. Αρχικά, με τη χρήση της εξίσωσης Κλάιν-Γκόρντον (η οποία περιγράφει μποζόνια), είχε προταθεί από τον Χίντεκι Γιουκάβα, ο φορέας αλληλεπίδρασης της πυρηνικής δύναμης να έχει μάζα ίση περίπου με 140MeV/c².^[3] Το ίδιο αποτέλεσμα παίρνουμε και με τη χρήση της προσεγγιστικής εξίσωσης απροσδιοριστίας ενέργειας-χρόνου (ΔΕ·Δτ~ħ). Αργότερα ανακαλύφθηκαν τα πιόνια που είναι μποζόνια και έχουν μάζα περίπου ίση με τις προβλέψεις του Γιουκάβα, επομένως θεωρήθηκε πως, στα πλαίσια της κβαντικής θεωρίας πεδίου, η πυρηνική δύναμη, συμβαίνει με την ανταλλαγή πιονίων μεταξύ των νουκλεονίων.^[3] Παρότι σήμερα γνωρίζουμε ότι η πραγματική φύση της δύναμης αυτής είναι η ισχυρή αλληλεπίδραση που υφίσταται μεταξύ των κουάρκ διαφορετικών νουκλεονίων ως αποτέλεσμα μικρής (λόγω απόστασης - μικρής εμβέλειας της ισχυρής αλληλεπίδρασης) ανταλλαγής γκλουονίων μεταξύ των, η θεωρία ανταλλαγής πιονίων ή άλλων μεσονίων γενικά ή άλλων μποζονίων ακόμη πιο γενικά, χρησιμοποιείται ακόμη λόγω της μεγαλύτερης πολυπλοκότητας-αδυναμίας μελέτης με την κβαντική χρωμοδυναμική.^[4][5]

Δείτε επίσης

• Ισχυρή αλληλεπίδραση

Παραπομπές

1. Cottingham, W.N.; Greenwood, D.A. (2002), «10.1: Ήλιος», Εισαγωγή στην Πυρηνική Φυσική, ΑΘήνα, Ελλάδα: τυπωθήτω, σελ. 154-156, ISBN 960-7643-18-6
2. Cottingham, W.N.; Greenwood, D.A. (2002), «9.5: Πυρηνικοί αντιδραστήρες», Εισαγωγή στην Πυρηνική Φυσική, ΑΘήνα, Ελλάδα: τυπωθήτω, σελ. 143-145, ISBN 960-7643-18-6
3. Wong, Samuel S.M. (1999). «3.6: Yukawa Theory of Nuclear Interaction». Introductory Nuclear Physics. New York, USA: John Wiley & Sons, Inc. σελίδες 78–80. ISBN 978-0471239734.
4. Wong, Samuel S.M. (1999). «2 Intro». Introductory Nuclear Physics. New York, USA: John Wiley & Sons, Inc. σελ. 21. ISBN 978-0471239734.
5. Wong, Samuel S.M. (1999). «3.9: The Nuclear Potential». Introductory Nuclear Physics. New York, USA: John Wiley & Sons, Inc. σελίδες 95–97. ISBN 978-0471239734.