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핵력
원자의 양성자와 중성자 사이에 작용하는 포스 / From Wikipedia, the free encyclopedia
핵력(핵자-핵자 상호작용 혹은 잔류 강한 핵력이라고도 부름)은 두 개 이상의 핵자들 사이에 작용하는 힘으로, 양성자와 중성자가 결합하여 원자핵을 형성하는 근원이다. 넓은 범위에서, 이 힘은 가상 중간자들(예를 들어 파이온)의 교환으로 이해할 수 있다. 핵력은 종종 잔류(residual) 강한 핵력이라고 불리는데, 이는 양자색역학(QCD)에 의해 그 실체가 밝혀진 강한 상호작용과 구분하기 위해서다. 사실 핵력이라는 용어는 QCD가 발전하던 1970년대에 만들어졌다. 그 시기에 강한 핵력은 핵자들 간의 퍼텐셜을 의미했는데, 쿼크 모형이 확고히 자리를 잡은 이후 QCD로부터 나온 강한 상호작용이라는 용어가 널리 사용되었으므로 둘의 의미를 구분해줄 필요성이 있다.
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핵자들은 색 전하를 띠지 않기 때문에, 핵력은 양자색역학의 힘 전달자 글루온을 "직접적으로" 포함하지는 않는다. 하지만 정전기적으로 중성인 원자들의 경우에 정전기적 편극에 의한 2차 효과들에 의해 서로 잡아당길 수 있으므로 (반데르발스 힘) 이와 비슷한 상황인 "무색"을 띤 핵자들도 일종의 편극 효과를 통해 서로에게 영향을 줄 수 있다. 이때 이 편극 현상은 글루온이 개입되어 있는 현상이며, 힘을 전달하는 가상 중간자와 핵자들을 묶어주는 가상 글루온까지 도입해야 설명할 수 있다. 반데르발스 힘과 비슷한 이 성질 때문에 "잔류 강한 핵력"의 "잔류"라는 용어가 생겼다. 기본적인 개념은 다음과 같다. 원자들이 "중성"이듯이 핵자들이 "무색"이라면, 두 경우 모두 가까이 있는 입자들 사이에서 작용하는 편극 효과는 "잔류" 전하 효과를 불러온다. 이 "잔류" 전하 효과에서는 (입자들 내부에서 작용하는 기본적인 힘들보다 훨씬 약하고 간접적이지만) 전하가 없는 입자들끼리 전하를 매개로 주고 받는 인력이 나타나게 된다.