Elkarrekintza nuklear bortitz

Fisika nuklearrean eta partikulen fisikan, elkarrekintza nuklear bortitza da atomoaren barneko nukleoietan indar nuklear bortitza sortzen duen mekanismoa, eta ezagutzen diren lau oinarrizko elkarrekintzetako bat da, elektromagnetismoa, elkarrekintza ahula eta grabitazioarekin batera.

Unibertso osoan dagoen indarrik handiena da; ez dago elkarrekintza nuklear indartsuaren pareko indarrik. Indar horren ondorioak oso distantzia txikietan bakarrik hautematen dira, nukleo atomikoen tamainakoak, eta ez dira 1 fm-tik gorako distantzietan hautematen. Ezaugarri horri irismen labur izena ematen zaio, grabitazio edo elkarrekintza elektromagnetikoko irismen luzekoekin kontrajarrita, horiek erabat infinituak baitira.

Oso irismen laburrekoa da (${\displaystyle 10^{-15}{\text{ m}}}$ inguru, hots, femtometro bat), baina elkarrekintza nuklear bortitzaren intentsitatea elkarrekintza elektromagnetikoarena baino ${\displaystyle 137}$ aldiz handiagoa da, elkarrekintza ahularena baino ${\displaystyle 10^{13}}$ aldiz handiagoa, eta grabitazioarena baino ${\displaystyle 10^{38}}$ aldiz handiagoa.

Indar nuklear bortitzak hadroi, mesoi eta barioi guztietan eragiten du, alegia quarkek eta antiquarkek osatutako partikuletan. Indar horren interakzioa gluoi izeneko bosoiek eragiten dute, fotoiek indar elektromagnetikoan eragiten duten antzera. Indar horrek eragiten du quarkak elkartuta egotea, baita barioiak (protoiak edo neutroiak, esaterako) eta mesoiak (pioi edo kaoiak kasu) eratzea ere. Gainera, gai da protoiak eta neutroiak nukleo atomikoan mantentzeko, nahikoa intentsoa baita protoien arteko aldaratze-indarrari aurre egiteko; bi protoiren arteko indar nuklear bortitzari dagokion energia megaelektroi-volten (${\displaystyle {\text{MeV}}}$) ordenakoa da.

• 
  Harald Fritzsch (1943)
• 
  Murray Gell-Man (1929-2019)

Indar nuklear bortitzari ez dio eragiten partikulen karga elektrikoak: protoiek eta neutroiek berdin jasaten dute elkarrekintza bortitza. Indar nuklear bortitza azaltzen duen teoria kromodinamika kuantikoa da, Harald Fritzsch, Heinrich Leutwyler (1938) eta Murray Gell-Mann fisikariek 1973an proposatua.

Nukleo atomikoen testuinguruan, interakzio indartsuko indarrak berak (quarkak nukleoi baten barruan elkartzen dituenak) protoiak eta neutroiak ere batzen ditu nukleo bat osatzeko. Zentzu horretan, indar nuklearra (edo hondar-indar indartsua) deitzen zaio. Beraz, protoien eta neutroien barruko elkarrekintza indartsuaren hondakinak ere lotzen ditu nukleoak^[1]. Horrela, hondar-interakzio sendoa nukleoien arteko distantziaren araberako portaera baten ondorio da, nukleoien barruan quarkak lotzeko jarduten duenean ez bezala. Gainera, fusio nuklearreko indar nuklearraren eta fisio nuklearraren arteko lotura-energietan bereizketak daude. Fusio nuklearra Eguzkian eta beste izar batzuetan sortzen den energia gehiena da. Fisio nuklearrak elementu erradioaktiboak eta isotopoak desintegratzea ahalbidetzen du, nahiz eta elkarrekinza ahula izaten duen. Modu artifizialean, indar nuklearrari lotutako energia partzialki askatzen da energia nuklearrean eta arma nuklearretan, bai uranioan edo plutonioan oinarritutako fisio-armetan, bai fusio-armetan, bai hidrogeno-ponpan^[2][3].

Elkarrekintza indartsua, quarken, antiquarken eta beste gluoi batzuen artean jarduten duten gluoi izeneko masarik gabeko partikulen trukearen bidez lortzen da. Gluoiek quarkekin eta beste gluoi batzuekin elkarreragiten dutela uste da, kolore-karga izeneko karga-mota baten bidez. Kolore-karga karga elektromagnetikoaren antzekoa da, baina, baten ordez, hiru motatan aurkezten da (± gorria, ± berdea, ± urdina), eta horrek indar mota desberdin bat sortzen du portaera-arau desberdinekin. Arau horiek kromodinamika kuantikoaren teorian (QCD) zehazten dira, hots, quark-gluoi interakzioen teorian.

1. ↑ «Four Forces- Ranges and Carriers» webhome.phy.duke.edu (Noiz kontsultatua: 2023-09-13).
2. ↑ Sobre la energía de enlace: véase com/content/radioactivity/binding-energy-mass-defect/ Binding Energy, Mass Defect, Furry Elephant physics educational site, retr 2012-07-01
3. ↑ Lotura energiari buruz, ikus: Chapter 4 Nuclear Processes, The Strong Force, M. Ragheb 1/27/2012, University of Illinois