Vidi fonton por Forta nuklea forto

[[Dosiero:Helium atom QM.svg|eta|dekstre|250px|La nukleo de atomo de [[heliumo]]. La du [[protono]]j havas la saman [[Elektra ŝargo|ŝargon]], sed ili ankoraŭ restas kune pro la restinta nuklea forto.]]
[[Dosiero:Protón-Estructura de Quarks.png|eta|dekstre|250px|Strukturo de [[kvarko]]j de unu [[protono]].]]
La '''forta nuklea forto''' aŭ '''forta interago''' estas tiu [[fundamenta forto]], kiu kuntenas la [[nukleo]]jn de [[atomo]] kontraŭ la peno de la [[elektromagneta forto]] disigi ilin. Ĝi estas unu el la kvar (aŭ tri) [[fundamenta forto|fundamentaj fortoj]] de [[fiziko]].

La operacia gamo de la forta interago estas en la [[grandordo]] de diametro de [[atomkerno]], [[femtometro]] (10<sup>-15</sup> metroj). Je ĉi tiu skalo, la potenco de la forta interago estas averaĝe ĉirkaŭ 137 fojojn pli granda ol la potenco de la elektromagneta forto, ĉirkaŭ 1.000.000 fojojn la potenco de la malforta interago kaj proksimume 1038 fojojn la potenco de gravito.

La partiklo kiu portas la plej fortan interagon estas la [[gluono]]. Ĉi tio estas ekzakte kiel la elektromagneta forto estas transdonita tra [[Fotono|fotonoj]] kaj la malforta interago tra W kaj Z-bosonoj. [[Kvantuma kromodinamiko]] (mallongigita en la angla QCD) estas la teorio kiu priskribas la forton kaj reĝimon de interago.

La teorio de la [[kvarkoj]] diras, ke tiu interago kuntenas ankaŭ la kvarkojn interne de [[nukleono]] ([[protono]] aŭ [[neŭtrono]]), kaj ke la klasika forta interago estas nur reziduo el tiu forto, efikanta inter nukleonoj. Por distingi la du aspektojn oni nomas la klasikan fortan interago "rezidua forta interago".

== Etimologio ==
La forta nuklea forto havas sian nomon de la fakto, ke ĝi estas la plej forta el la fundamentaj fortoj. Alia nomo estas "kolora forto", ĉar la [[Kolorŝargo|ŝargoj]] kaŭzantaj ĝin, havas tri bazajn valorojn, same kiel la homa vido havas tri bazkolorojn. Tial la ŝargoj ricevis la simbolajn nomojn "ruĝa", "verda" kaj "blua", aldone ekzistas la inversaj ŝargoj "malruĝa", "malverda" kaj "malblua".

La esprimo "forta interago" estas nun preferata inter fizikistoj. La antaŭan esprimon "forta nuklea forto" motivis la fakto, ke ĝi efikas interne de [[atoma nukleo|atomaj nukleoj]] (vidu [[#Atomaj nukleoj|malsupre]]).

Male al la [[Kampo (elektro)|elektra]] kaj [[gravito|gravita fortoj]] la forta nuklea forto ne sekvas la leĝon de la inversa radiusa kvadrato; ĝi efikas nur je tre malgranda distanco. Tie ĝi havas jenajn rilatumojn al la aliaj fundamentaj fortoj<ref>Greiner, W. kaj Müller, B.: "Gauge Theory of Weak Interaction (Band 13)". Springer, 2000, p. 2.</ref>:
* 100-oble tiom forta kiom la elektra forto
* 10<sup>15</sup>-oble tiom forta kiom la [[malforta nuklea forto]]
* 10<sup>41</sup>-oble tiom forta kiom la gravito

[[Dosiero:Neutron_QCD_Animation.gif|eta|Ekzemplo: Gluonoj kuntenas la kvarkojn en neŭtrono]]

== Historio ==
La ekziston de la forta nuklea forto konjektis [[Enrico Fermi]] en la [[1930-aj jaroj]], kiam li laboris pri la [[malforta nuklea forto|malforta interago]].<ref>{{Citaĵo el la reto | url=http://www-news.uchicago.edu/fermi/Group19/enricofermi/teoriafermi.htm| titolo = La teoria di Fermi | alirdato = 2012-12-01 | aŭtoro = | dato = 2003-04-23 | formato = HTML | eldonisto = Universitato de Chicago | lingvo = it}}</ref> [[Hideki Yukawa]] postulis, ke la interagon efikas nova partiklo, la [[piono|π-mezono]]. En [[1964]] [[Murray Gell-Mann]] kaj [[George Zweig]] proponis, ke [[mezono]]j kaj [[bariono]]j konsistas el kvarkoj; en 1965 sekvis la enkonduko de nova partikla eco, nomata "koloro". En 1968/9 eksperimentoj ĉe la esplorejo SLAC ([[Stanford Linear Accelerator]]) trovis pruvojn pri la fakta ekzisto de kvarkoj.

Antaŭ la [[1970-aj jaroj]], fizikistoj estis necertaj kiel kaj kial la atomkerno estis ligita kune. Estis konata, ke la nukleo estis kunmetita de [[protono]]j kaj [[neŭtrono]]j kaj ke protonoj posedis pozitivan [[elektra ŝargo|elektran ŝargon]], dum neŭtronoj estis elektre neŭtralaj. De la kompreno de fiziko en tiu tempo, pozitivaj trovitaĵoj forpuŝus unu la alian kaj la pozitive ŝargitaj protonoj devus igi la nukleon flugi dise. Tamen, tio neniam estis observita. Nova fiziko estis necesa por klarigi tiun fenomenon.

Pli forta gravito estis postulita por klarigi kiel la atomkerno estis ligita malgraŭ la reciproka elektromagneta repuŝo de la protonoj. Tio hipotezis, ke forto estu nomita la ''forta forto'', kiu verŝajne estis fundamenta forto kiu reagis al la protonoj kaj neŭtronoj kiuj konsistigas la nukleon.

Estis poste malkovrite, ke protonoj kaj neŭtronoj ne estis fundamentaj partikloj, sed konsistis el konsistigaj partikloj nomitaj [[kvarko]]j. La forta altiro inter nukleonoj estis la kromefiko de pli fundamenta forto kiu ligis la kvarkojn kune en protonojn kaj neŭtronojn. La teorio de [[kvantuma kolordinamiko]] klarigas, ke kvarkoj portas tion kio estas nomita [[kolorŝargo]], kvankam ĝi havas neniun rilaton al videbla [[koloro]].<ref> Feynman, R.P. (1985). QED: The Strange Theory of Light and Matter. Princeton University Press. p. 136. ISBN 978-0-691-08388-9. "The idiot physicists, unable to come up with any wonderful Greek words anymore, call this type of polarization by the unfortunate name of 'color', which has nothing to do with color in the normal sense." </ref> Kvarkoj male al kolorŝargo altiras unu la alian kiel rezulto de la forta nuklea forto, kaj la partiklo kiu mediaciis tion estis nomita la [[gluono]].

== Atomaj nukleoj ==
[[Dosiero:Yukawa_coulomb_compare.svg|eta|Yukawa-potencialo (verda) kompare kun kulomba potencialo (ruĝa)]]
Laŭ la [[kvantuma kolordinamiko]] la forta nuklea forto efikas inter [[kvarko]]j interne de [[nukleono]]j, kiuj konsistigas la nukleojn de [[atomo]]j. La perantaj virtualaj [[partiklo]]j estas nomataj [[gluono]]j; ilin karakterizas konservata (neperdebla) valoro nomata [[kolora ŝargo]] (kiu neniel rilatas al la koloroj de [[optiko]]). Ekzistas ok specoj de gluonoj, kiuj transportas koloran ŝargon inter kvarkoj kaj povas ankaŭ interagi inter si reciproke.

Interne de nukleonoj la kolora ŝargo de la kvarkoj ĉiam sume nuliĝas. Tamen pro nekompleta ekvilibreco de la kvarkaj ŝargoj ekzistas resta interago inter nukleonoj, kiu konsistigas la fortan nuklean forton. Ĝi efikas ĝis distanco de ĉirkaŭ 2,5 femtometroj; trans tiu distanco ĝin superas la elektra forto. Tial la forta nuklea forto kapablas kunteni malgrandajn nukleojn (kvankam ili enhavas elektre ŝargitajn [[protono]]jn, kiuj forpuŝas sin reciproke), sed ne tre grandajn, kiuj do estas [[radiaktiveco|malstabilaj]].

La kialo, ke la elektra kaj la forta interagoj rilatas tiom malsame laŭ distanco ''d'', estas, ke la elektra forto havas [[Kulomba leĝo|kulomban potencialon]], en kiu la forto malkreskas laŭ 1/''d'²; la forta interago havas Yukawa-potencialon, kies konduto estas pli komplika, sed kiu koncentras la forton al mallongaj distancoj.

La gluonoj, kiuj peras la interagon interne de la nukleonoj, ne ekzistas ekstere. La interagon inter la nukleonoj en nukleo peras la [[piono|π-mezono]],

== Restinta forta forto ==
La restinta efiko de la forta forto estas nomita la [[nuklea forto]]. La nuklea forto agas inter [[hadrono]]j, kiel ekzemple [[mezono]]j aŭ barjonoj (kiel ekzemple [[nukleono]]j) en [[atomkerno]]j. Tiu "restinta forta forto", aganta nerekte, elsendas gluonojn kiuj formas parton de la virtuala [[piono]] kaj rota [[mezono]], kiuj, en victurno, elsendas la nuklean forton inter nukleonoj.

[[Dosiero:Nuclear Force anim smaller.gif|eta|350px|dekstre|[[Animacio]] de la interagado de la [[nuklea forto]] (aŭ restinta forta forto) inter protono kaj neŭtrono. La malgrandaj koloraj duoblaj cirkloj estas gluonoj, kiuj povas esti viditaj ligantaj la protonon kaj neŭtronon kune. Tiuj gluonoj ankaŭ aranĝas la kvark-antikvarkan kombinaĵon nomitan [[piono]] kune, kaj tio helpas elsendi restintan parton de la forta forto eĉ inter senkoloraj hadronoj. Kontraŭkoloroj estas montritaj per [[:File:Quark Anticolors.svg|tiu diagramo]]. Por pli granda versio, [http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/de/Nuclear_Force_anim.gif klaku ĉi tien] ]]

La restinta forta forto estas tiel negrava rest(aĵ)o de la forta forto kiu ligas kvarkojn kune en protonojn kaj neŭtronojn. Tiu sama forto estas multe pli malforta inter neŭtronoj kaj protonoj, ĉar ĝi estas plejparte neŭtraligita ene de ili, laŭ la sama maniero laŭ kiu elektromagnetaj fortoj inter neŭtralaj atomoj ([[forto de Van-der-Waals]]) estas multe pli malfortaj ol la elektromagnetaj fortoj kiuj tenas la atomojn interne kune.

Male al la forta forto mem, la nuklea forto, aŭ restinta forta forto, malpliiĝas en forto, kaj ĝi fakte malpliiĝas rapide kun distanco. La malkresko estas preskaŭ kiel negativa eksponenta potenco de distanco, kvankam ekzistas neniu simpla esprimo konata pro tio; vidu [[Yukawa Hideki|Yukawa potencialon]]. La rapida malkresko kun distanco de la altira restinta forto kaj la malpli-rapida malkresko de la mala elektromagneta forto aganta inter protonoj ene de nukleo, kaŭzas la malstabilecon de pli grandaj atomkernoj, kiel ekzemple ĉiuj tiuj kun [[atomnumero]]j pli grandaj ol 82 (la elementantaŭeco).

== Nuntempa stato de la teorio de forta interagado ==
La teoris priskribo de forta interagado estas unu la plej disvolvigitaj fakoj kaj samtempe pli rapide disvolvigitaj de la [[teoria fiziko]] de [[Partikla fiziko|elementaj partikloj]]. Spite la komprenon de la fundamenta naturo de la fortaj interagadoj (nome la interagado de kolorŝargo inter kvarkoj kaj gluonoj, priskribita per la [[kvantuma kolordinamiko]]), la matematikaj leĝoj kiuj esprimas ilin estas tre kompleksaj kaj tial, en multaj kazoj tre specifaj, la kalkuloj el unuaj principoj estas ankoraŭ maleblaj. Kiel rezulto, aperas eklektika bildo: apud kalkuloj matematike rigoraj, duonkvantitativaj alproksimiĝoj bazitaj sur la [[kvantuma mekaniko]], intuicioj, kiuj tamen priskribas perfekte la eksperimentajn datumojn.<ref> A. Schmidt, J. R. Pybus, R. Weiss, E. P. Segarra, A. Hrnjic, A. Denniston, O. Hen, E. Piasetzky, L. B. Weinstein, N. Barnea, M. Strikman, A. Larionov, D. Higinbotham & The CLAS Collaboration [https://www.nature.com/articles/s41586-020-2021-6 Probing the core of the strong nuclear interaction] // ''Nature'', volumo 578, pp. 540–544(2020) </ref>

== Vidu ankaŭ ==
* [[Gravito]]
* [[Partikla fiziko]]
* [[Nuklea fiziko]]
* [[Piono]]
* [[Teorio de kordoj]]
* [[Kvantuma kolordinamiko]]
* [[Malforta nuklea forto]]
* [[Forto]] kaj [[Fundamenta forto]]

== Notoj ==
{{Referencoj}}

== Bibliografio ==
* Christman, J.R. (2001). [http://www.physnet.org/modules/pdf_modules/m280.pdf "MISN-0-280: The Strong Interaction"] (PDF).
* Griffiths, David (1987). Introduction to Elementary Particles. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-60386-3.
* Halzen, F.; Martin, A.D. (1984). [https://archive.org/details/quarksleptonsint0000halz Quarks and Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics.] John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-88741-6.
* Kane, G.L. (1987). Modern Elementary Particle Physics. Perseus Books. ISBN 978-0-201-11749-3.
* Morris, R. (2003). [https://archive.org/details/lastsorcererspat0000morr The Last Sorcerers: The Path from Alchemy to the Periodic Table.] Joseph Henry Press. ISBN 978-0-309-50593-2.

== Eksteraj ligiloj ==
{{Projektoj}}
* [http://physnet.org/modules/pdf_modules/m280.pdf J. R. Christman: The Strong Interaction] ({{en}})
* [http://www.physnet.org/modules/pdf_modules.html projekto ''physnet''] ({{en}})

{{Bibliotekoj}}
{{Havenda artikolo|Forta nuklea forto}}

[[Kategorio:Partikla fiziko]]