FHSST 物理學/原子核/核力

核力

由於原子核非常穩定，質子和中子必須透過某種力量被束縛在原子核內，並且這種力量必須相當強大。這是什麼力量？為了理解這種力量，現代粒子物理學的所有發現都誕生了！

在 20 世紀初試圖回答這個問題時，物理學家發現，他們之前所知道的一切，都不足以解釋原子核是如何在質子之間的靜電斥力將原子核推開的情況下，仍然能夠保持在一起的。他們只知道萬有引力和電磁力。很明顯，束縛核子的力量不是電磁的。事實上，由於質子帶正電荷，它們相互排斥，如果不存在其他力量將它們束縛在一起，所有原子核都會在一瞬間衰變。另一方面，也很明顯，它們不是萬有引力，因為萬有引力對這一任務來說太弱了。

簡單的結論是，核子能夠透過尚未了解的核力相互吸引，這種力比電磁力更強。進一步的研究證實了這一假設是正確的。

核力具有相當不尋常的特性。首先，它是電荷無關的。這意味著在所有對 $nn$，$pp$，和 $np$ 核力都是一樣的。

其次，在約 $10^{-15}$ 米的距離上，核力是吸引的，非常強，大約是電磁斥力的 100 倍。

第三，核力的作用範圍非常短。如果核子彼此分離的距離超過幾個費米（1 費米 = 1 fm [飛米] = $10^{-15}$ 米），核吸引力實際上就會消失。因此，核力看起來就像一個手臂很短的壯漢。