Rhyngweithiad cryf
mecanwaith sy'n gyfrifol am y grym niwclear cryf, ac un o'r pedwar rhyngweithiad sylfaenol hysbys / From Wikipedia, the free encyclopedia
Mewn ffiseg niwclear a ffiseg gronynnau, rhyngweithio cryf yw'r mecanwaith sy'n gyfrifol am y grym niwclear cryf, ac mae'n un o'r pedwar rhyngweithiad sylfaenol hysbys. Y lleill yw: electromagnetiaeth, rhyngweithio gwan, a disgyrchiant. Ar yr ystod 10−15 m (1 femtometer), mae'r grym cryf oddeutu 137 gwaith mor gryf ag electromagnetiaeth, miliwn gwaith mor gryf â'r rhyngweithio gwan, a 1038 gwaith mor gryf â disgyrchiant.
Enghraifft o'r canlynol | rhyngweithiad sylfaenol |
---|---|
Math | elementary particle interaction |
Ffeiliau perthnasol ar Gomin Wicimedia |
Mae'r grym niwclear cryf yn dal y mater mwyaf cyffredin gyda'i gilydd oherwydd ei fod yn cyfyngu cwarciau i ronynnau hadron fel y proton a'r niwtron. Yn ogystal, mae'r grym cryf yn rhwymo'r niwtronau a'r protonau hyn i greu niwclysau atomig. Mae'r rhan fwyaf o fàs proton neu niwtron cyffredin yn ganlyniad i egni maes grym cryf; dim ond tua 1% o fàs proton y mae'r cwarciau unigol yn ei ddarparu.[1]
Mae'r rhyngweithio cryf yn weladwy ar ddwy ystod ac yn cael ei gyfryngu gan ddau gludwr grym. Ar raddfa fwy (tua 1 i 3 fm), y grym (sy'n cael ei gario gan mesonau) sy'n clymu protonau a niwtronau (niwcleonau) gyda'i gilydd i ffurfio cnewyllyn atom. Ar y raddfa lai (llai na thua 0.8 fm, radiws niwcleon), y grym (sy'n cael ei gario gan gliwonau[2]) sy'n dal cwarciau gyda'i gilydd i ffurfio protonau, niwtronau, a gronynnau hadron eraill.[3] Yn y cyd-destun olaf, fe'i gelwir yn aml yn rym lliw. Mae gan y grym cryf yn ei hanfod gryfder mor uchel fel y gall hadronau sy'n rhwym i'r grym cryf gynhyrchu gronynnau enfawr newydd. Felly, os yw hadronau yn cael eu taro gan ronynnau egni uchel, maent yn arwain at hadronau newydd yn hytrach nag allyrru ymbelydredd sy'n symud yn rhydd (gliwonau). Gelwir y briodwedd hon o'r grym cryf yn "gaethiwo lliw" (color confinement), ac mae'n atal "allyrru" rhydd y grym cryf: yn hytrach, yn ymarferol, cynhyrchir jetiau o ronynnau enfawr.
Yng nghyd-destun niwclysau atomig, mae'r un grym rhyngweithio cryf sy'n clymu cwarciau o fewn niwcleon hefyd yn clymu protonau a niwtronau gyda'i gilydd i ffurfio niwclews. Yn rhinwedd y swydd hon fe'i gelwir yn rym niwclear (neu'r grym cryf gweddilliol). Felly mae'r gweddillion o'r rhyngweithio cryf o fewn protonau a niwtronau hefyd yn clymu niwclysau gyda'i gilydd.[3]
Yn hynny o beth, mae'r rhyngweithio cryf gweddilliol yn ufuddhau i ymddygiad sy'n dibynnu ar bellter rhwng niwcleonau sy'n dra gwahanol i'r hyn sy'n digwydd i rwymo cwarciau o fewn niwcleonau. Yn ogystal, mae gwahaniaethau yn bodoli yn egni rhwymol grym niwclear yr ymasiad niwclear yn erbyn ymholltiad niwclear. Mae ymasiad niwclear yn cyfrif am y mwyafrif o gynhyrchu ynni yn yr Haul a sêr eraill. Mae ymholltiad niwclear yn caniatáu dadelfennu elfennau ymbelydrol ac isotopau, er ei fod yn aml yn cael ei gyfryngu gan y rhyngweithio gwan. Yn artiffisial, mae'r egni sy'n gysylltiedig â'r grym niwclear yn cael ei ryddhau'n rhannol mewn grym niwclear ac arfau niwclear, mewn arfau ymholltiad wraniwm neu blwtoniwm ac mewn arfau ymasiad fel y bom hydrogen.[4][5]
Mae'r rhyngweithio cryf yn cael ei gyfryngu gan gyfnewid gronynnau di-fás o'r enw "gliwonau" sy'n gweithredu rhwng cwarciau, gwrth-gwarciau a gliwonau eraill. Credir bod glwonau yn rhyngweithio â chwarciau a glwonau eraill trwy fath o wefr o'r enw "gwefr lliw". Mae gwefr lliw yn cyfateb i wefr electromagnetig, ond mae mewn tri math (± coch, ± gwyrdd, ± glas) yn hytrach nag un, sy'n arwain at fath gwahanol o rym, gyda rheolau ymddygiad gwahanol. Manylir ar y rheolau hyn yn theori cromodynameg cwantwm (QCD), sef theori rhyngweithio cwarc-gliwon.