Os mesóns pi como portadores de forza

Os mesóns pi poden ser considerados os responsables da forza confinante dos núcleos. Xa que a distancia entre nucleóns é pequena, a repulsión electrostática entre os protóns do núcleo (frechas negras na figura da dereita) é moi forte. Sen embargo, esta repulsión vese sobrepasada polas forzas relacionadas ca interacción forte (frechas coloreadas na figura), que orixinalmente actúan entre os quarks dentro dos neutróns e protóns.

Courtesy of The Particle Adventure.

 

 

A forza entre nucleóns se describe polo intercambio de mesóns pi. As tres secuencias describen o estado do sistema antes, durante e despois do intercambio. (O proceso é virtual xa que non hai suficiente enerxía para producir un mesón pi.)

Moi cerca dos protóns e neutróns, a interacción forte se percibe como un efecto residual de corto alcance, pero suficientemente forte para sobrepasar a repulsión electrostática. Este efecto pode explicarse en forma de intercambio de mesóns pi entre os hadróns do núcleo. O intercambio de mesóns pi pode ser visto como un residuo da interacción máis fundamental baseada nos gluóns. Este intercambio é importante a distancias maiores que 1 fm, que é o límite onde a imaxe da interacción por medio de gluóns deixa de ter sentido. Os tres tipos de mesóns pi participan nesta interacción. Na figura da esquerda vese a forma en que a atracción entre un protón e un neutrón pode ilustrarse como o intercambio dun mesón pi positivo.