Το μεσόνιο π ως φορέας δύναμης

Το μεσόνιο μπορεί να θεωρηθεί υπεύθυνο για τη δύναμη που συγκροτεί τους πυρήνες. Επειδή η απόσταση μεταξύ των νουκλεονίων του πυρήνα είναι μικρή, η ηλεκτροστατική άπωση (τα μαύρα βέλη στην εικόνα αριστερά) μεταξύ των πρωτονίων είναι πολύ μεγάλη. Αυτή η άπωση υπερνικάτε από δυνάμεις (κόκκινα βέλη στην εικόνα) που έχουν σχέση με την ισχυρή αλληλεπίδραση η οποία δρα πάνω στα κουάρκ που βρίσκονται στο εσωτερικό των νετρονίων και των πρωτονίων

Με την άδεια του The Particle Adventure.

 

 

Η δύναμη μεταξύ των νουκλεονίων μπορεί να περιγραφεί με την ανταλλαγή μεσονίων π. Οι τρεις εικόνες περιγράφουν τη διαδικασία πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την ανταλλαγή (η διαδικασία είναι εικονική, δεν υπάρχει αρκετή ενέργεια για τη δημιουργία του π μεσονίου).

Λίγο "εκτός" των πρωτονίων και νετρονίων, η ισχυρή αλληλεπίδραση εμφανίζεται ως ένα "εναπομείναν" φαινόμενο, που είναι τόσο ισχυρό ώστε να υπερνικήσει την ηλεκτροστατική άπωση. Το φαινόμενο αυτό περιγράφεται με την ανταλλαγή π μεσονίων ανάμεσα στα αδρόνια του πυρήνα. Δηλαδή, η ανταλλαγή των π μεσονίων μπορεί να θεωρηθεί ως "απομεινάρι" της θεμελιώδους αλληλεπίδρασης που περιγράφεται με τα γκλουόνια. Η ανταλλαγή των π μεσονίων είναι σημαντική για αποστάσεις μεγαλύτερες από 1fm, που είναι και το όριο όπου η ανταλλαγή γκλουονίων σταματά να έχει πια έννοια. Και τα τρία είδη π μεσονίων μπορούν να λάβουν μέρος σ' αυτή την ανταλλαγή. Στο σχήμα αριστερά, βλέπουμε πώς η έλξη μεταξύ προωτονίου και νετρονίου μπορεί να περιγραφεί με την ανταλλαγή ενός θετικού π μεσονίου