Mezony pí jako nosiče síly

O mezonech pí lze říci, že odpovídají za síly držící pohromadě atomové jádro. Vzdálenost mezi nukleony je malá, takže elektrostatická odpuzující síla (znázorněná na obrázku vpravo černými šipkami) mezi protony v jádru je velmi silná. Toto odpuzování překonává síla (popsaná na obrázku barevnými šipkami), která souvisí se silnou interakcí, jež primárně působí mezi kvarky uvnitř neutronů a protonů.

S laskavým svolením "The Particle Adventure".

 

 

Síla mezi nukleony se popisuje jako výměna mezonů pí. Tři obrázky v posloupnosti popisují stav před výměnou, během ní a po ní. (Takovému procesu se říká "virtuální", protože není dost energie na to, aby se vytvořil mezon pí jako samostatná částice).

V těsné blízkosti protonů a neutronů lze silnou interakci zaznamenat v podobě jakéhosi "zbytkového efektu", který je dost silný na to, aby překonal elektrostatické odpuzování. Tento efekt se dá chápat jako výměna mezonů pí mezi nukleony v jádru. Na výměnu mezonů pí lze pohlížet jako na něco, co zbylo z fundamentální interakce s výměnou gluonů. O výměně mezonů pí má smysl mluvit na vzdálenostech větších než 1 fm (10-15 m), což je hranice, za níž není dobře možné popisovat silnou interakci výměnou gluonů. Na zbytkové silné interakci se podílejí všechny tři druhy mezonů pí. Na obrázku vlevo vidíme, jak se dá pomocí výměny kladného mezonu pí popsat přitažlivá síla mezi protonem a neutronem.