Los piones como transportadores de fuerza

Se puede decir que los piones son los responsables de la fuerza de confinamiento de los núcleos. Como la distancia entre nucleones es pequeña, la repulsión electrostática ( flechas negras en la figura de la derecha) entre protones del núcleo es muy fuerte. Esta repulsión se evita mediante fuerzas ( flechas coloreadas en la figura) que tienen que ver con la interacción fuerte, que actúa fundamentalmente entre los quarks en el interior de neutrones y protones.

Cortesía de  The Particle Adventure.

 

 

La fuerza entre los nucleones se describe como un canje de piones. Las tres secuencias describen el estado antes, durante y después del canje. (El proceso es virtual, ya que no hay energía suficiente para producir un pión)

Justamente "fuera" de protones y neutrones, la interacción fuerte se nota como una especie de efecto residual, suficientemente fuerte para contrarestar la repulsión electrostática. Este efecto puede explicarse como un canje de piones entre los hadrones del núcleo. El canje de piones puede verse como un residuo de una interacción más fundamental que utiliza gluones. El canje es importante a distancias mayores de 1 fm, que es el límite en el que la interacción usando gluones deja de tener sentido.Los tres tipos de piones intervienen en esta interacción. En la figura de la izquierda vemos como la atracción entre un protón y un neutrón puede ilustrarse a través del canje de un pión positivo.