Pimesoner som kraftförmedlare

Pimesonerna kan sägas vara ansvariga för den sammanhållande kraften i kärnan. Den elektrostatiska repulsionen (svarta pilar i figuren till höger) mellan kärnans protoner är mycket kraftig, eftersom avstånden i kärnan är så små. Denna repulsion övervinns av krafter (färgade pilar i figuren) som hänger samman med den starka växelverkan, som i första hand verkar mellan kvarkarna inne i neutroner och protoner.

Courtesy of  The Particle Adventure.

 

 

Kraften mellan nukleonerna beskrivs som ett
utbyte av pimesoner. De tre sekvenserna beskriver tillståndet före,
under och efter utbytet. (Processen är virtuell, eftersom det inte
finns tillräckligt med energi för att producera en pimeson.)

 Strax "utanför" protoner och neutroner är den starka växelverkan märkbar som en sorts resteffekt, som ändå är fullt tillräcklig för att övervinna den elektrostatiska repulsionen. Denna resteffekt kan förklaras genom ett utbyte av pimesoner mellan kärnans hadroner. Pimesonutbytet kan ses som en rest av den mer grundläggande växelverkan som sker med gluoner. Utbytet har betydelse vid avstånd som är större än 1 fm, där det inte längre är meningsfullt att beskriva växelverkan medhjälp av kvarkar och gluoner. Alla tre slagen av pimesoner kan medverka i denna växelverkan. I figuren till vänster ser vi hur attraktionen mellan en proton och en neutron kan åskådliggöras genom utbyte av en positiv pimeson.