強い相互作用

クォークを結びつけハドロンを作る力が強い相互作用である。

例えば原子核は、陽子と中性子からなり、各々が3個のクォークからなっている。

この陽子や中性子は、互いの距離が近くなると斥力が働き、離れると引力が働くという性質があるが、原因が強い相互作用である。

強い相互作用は8種類のグルーオンが元となる。

陽子は正の電荷を持つが、中性子は電荷を持たない。つまり、陽子と中性子の間に働く斥力は電磁相互作用が原因ではなく、この強い相互作用の働きである。

さらに強い相互作用は、距離の二乗に比例して強くなるという直感では考えにくい特徴を持っている。

陽子同士、陽子と中性子が結びつき原子核を作るのは、強い相互作用によって互いが結びつけられるためである。強い相互作用は、陽子や中性子間でπ中間子が交換されることにより生じ伝播する。

性質は実験によって示されている。更に2007(平成19)年、筑波大大学院数理物質科学研究科の青木慎也教授らがスーパーコンピューターを使った計算で、その力の仕組みを素粒子レベルで統一的に説明することに成功した。

ビッグバン宇宙論では、時刻10⁻³⁶秒(温度10¹⁵GeV)に第二の相転移が起こり、色の力と電磁相互作用が分離した。

色の力は、時刻10⁻⁴秒(温度10⁻¹GeV)の第四の相転移で、強い相互作用(核力)に変化した。