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Starke Wechselwirkung


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Die starke Wechselwirkung ist eine der vier Grundkräfte der Physik . Sie ist unter anderem für den der Nukleonen d. h. Protonen und Neutronen im Atomkern verantwortlich und wird in Zusammenhang auch als Kernkraft bezeichnet. Sie ist deutlich stärker als elektromagnetische Wechselwirkung und kann daher Atomkerne entgegen der elektrischen Coulomb-Abstoßung der Protonen stabilisieren. Der starken Wechselwirkung alle Hadronen d. h. Nukleonen Mesonen Baryonen und Hyperonen.

Wie die elektromagnetische Wechselwirkung und die schwache Wechselwirkung wird auch sie durch den Austausch Bosonen beschrieben. Sie werden im Falle der Wechselwirkung als Gluonen bezeichnet von denen es acht verschiedene gibt. Sie übertragen eine so genannte Farbladung zwischen den Quarks den elementaren Bausteinen der starken Wechselwirkung.

Die starke Wechselwirkung nimmt exponentiell mit Abstand der beteiligten Teilchen ab. Ihre Reichweite im Wesentlichen auf den Atomkern beschränkt. Damit sich die starke Wechselwirkung grundlegend von der Wechselwirkung oder der Gravitation die beide eine immer schwächer werdende Reichweite besitzen. Diese vergleichsweise hohe Reichweite ist verantwortlich dass diese eigentlich schwächeren Wechselwirkungen im für den Menschen wahrnehmbar sind.

Historisch wurde die geringe Reichweite der Wechselwirkung durch das Mesonen-Austauschmodell (Yukawa-Potential) erklärt. Hier in einer effektiven Theorie der Zusammenhalt des Atomkerns auf den von Pionen zwischen den Protonen und Neutronen des zurückgeführt. Die Masse der Pionen bedingt dann kurze Reichweite der Wechselwirkung.

Erst die streng mathematische Beschreibung der Wechselwirkung mittels der Quantenchromodynamik einer Quantenfeldtheorie erlaubt ein Verständnis der zugrundeliegenden Wechselwirkungen Quarks und Gluonen. Hier wird die Ursache geringen Reichweite der starken Wechselwirkung im Confinement begründet. Dies besagt dass stark wechselwirkende nur in farbneutralen Konstellationen vorkommen können so dass die Farbladung immer nach aussen abgeschirmt ist.

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