Les forces nucléaires sont les forces fortes à courte portée qui lient les protons et les neutrons dans le noyau d'un atome. Ils sont responsables de maintenir le noyau ensemble, malgré la répulsion électrostatique entre les protons.
Propriétés des forces nucléaires:
1. Strong: Les forces nucléaires sont les forces les plus fortes connues dans la nature, environ 100 fois plus fortes que la force électromagnétique.
2. courte portée: Ils ne fonctionnent que sur des distances d'environ 1 fémtomètre (10 ^ -15 mètres), la taille approximative d'un noyau.
3. attrayant: Les forces nucléaires sont principalement attrayantes, rassemblant des protons et des neutrons ensemble.
4. indépendant des charges: La force entre deux protons, deux neutrons, ou un proton et un neutron est essentiellement la même.
5. Saturable: La force nucléaire n'augmente pas indéfiniment car davantage de nucléons sont ajoutés au noyau. Cela limite la taille des noyaux stables.
6. dépendant du spin: La force de la force nucléaire dépend des tours des nucléons impliqués.
The Meson Theory:
En 1935, Hideki Yukawa a proposé la théorie de Meson pour expliquer la nature des forces nucléaires. Il a théorisé que la force entre les nucléons était médiée par l'échange de particules appelées mésons.
Voici comment fonctionne la théorie:
1. Échange de ménonymes: Les protons et les neutrons échangent constamment des mésons virtuels, comme un jeu de captures. Cet échange de mésons crée une force d'attraction qui lie les nucléons ensemble.
2. Mésons virtuels: Ces mésons ne sont pas de vraies particules, mais n'existent que pendant une courte période en raison du principe d'incertitude. Ils sont appelés "virtuels" car ils ne peuvent pas être directement observés.
3. Types de mésons: Yukawa a prédit l'existence d'un méson spécifique, appelé «pion», qui est responsable de la forte force nucléaire. Plus tard, d'autres mesons ont été découverts, comme le Kaon et l'Eta Meson.
Caractéristiques clés de la théorie du méson:
* courte portée: La courte gamme de forces nucléaires s'explique par le fait que les mésons virtuels ont une durée de vie limitée et ne peuvent parcourir qu'une courte distance avant la décomposition.
* force forte: La force de la force nucléaire est due à la grande masse des mésons échangés.
* Indépendance des charges: L'indépendance des forces nucléaires est expliquée par le fait que les pions se présentent en trois états d'accusation:positif, négatif et neutre.
Compréhension moderne:
Alors que la théorie du méson a fourni une explication réussie des forces nucléaires, la physique moderne a développé une compréhension plus raffinée en utilisant la chromodynamique quantique (QCD).
qcd Décrit la force forte comme l'interaction entre les quarks, les constituants fondamentaux des protons et des neutrons. La théorie explique comment les quarks se lient ensemble pour former des hadrons, y compris les mésons, à travers l'échange de gluons, les particules de la force de la force de la force forte.
Cependant, la théorie du méson reste un outil précieux pour comprendre la nature fondamentale des forces nucléaires et pour les calculs impliquant des réactions nucléaires.
