Sterke kernkracht
De sterke wisselwerking of sterke kernkracht is een van de vier fundamentele krachten in de natuurkunde.
De andere fundamentele krachten zijn elektromagnetisme, de zwakke wisselwerking en gravitatie. Ze worden fundamenteel genoemd omdat er voor natuurkundigen geen eenvoudiger manier is om te begrijpen wat de krachten doen of hoe ze dat doen.
De sterke kernkracht houdt de meeste gewone materie bij elkaar. Dit doet zij op twee manieren: zij houdt subatomaire deeltjes, zoals neutronen en protonen, bij elkaar, en zij houdt de atoomkern bij elkaar.
Het is de sterkste fundamentele kracht - vele malen sterker dan de zwaartekracht (1038 keer sterker: dat is 1 gevolgd door 38 nullen). Maar ze werkt alleen over zeer korte afstanden van enkele femtometers (fm). Een femtometer is 10−15 (0,00000 00000 00001) meter.
Wetenschappers beschouwen de twee manieren waarop de sterke wisselwerking werkt vaak als afzonderlijke krachten: de kleurkracht en de kernkracht. Op afstanden van 0,8 fm en minder houdt de kleurkracht subatomaire deeltjes zoals protonen en neutronen bij elkaar. Op afstanden van 1 tot 3 fm is het de resterende sterke kracht die protonen en neutronen in de atoomkern bij elkaar houdt. (Dit is hetzelfde als denken aan elektriciteit en magnetisme als afzonderlijke krachten, terwijl de fundamentele kracht elektromagnetisme is).
De sterke wisselwerking wordt vaak beschouwd als de werking van gluonen, die quarks aan elkaar "plakken". Gluonen kunnen worden uitgewisseld (verplaatst) tussen quarks, antiquarks en andere gluonen. Van al die deeltjes wordt gezegd dat ze een kleurlading dragen, iets wat sommige elementaire deeltjes hebben, net als elektrische lading. Deeltjes met kleurlading wisselen gluonen uit, zoals deeltjes met elektrische lading fotonen uitwisselen.
Volgens de theorie van de kwantumchromodynamica (QCD) werkt de sterke kracht tussen quarks en gluonen. De kwantumchromodynamica is de theorie die de verschillende kleuren verklaart. De sterke kracht is de basiskracht die gecontroleerd wordt door gluonen: het beïnvloedt quarks, antiquarks en de gluonen zelf.
De sterke kracht heeft alleen rechtstreeks invloed op quarks (als de kleurkracht). Tussen hadronen (zoals protonen en neutronen), die uit quarks bestaan, staat het effect van de sterke kracht bekend als de kernkracht (die niet fundamenteel is).
De sterkte van de sterke kracht is de reden waarom wij geen vrije quarks (d.w.z. quarks die op zichzelf staan) kunnen detecteren. De theorie is dat er zoveel energie nodig zou zijn (om een quark te scheiden) dat er in plaats daarvan nieuwe hadronen zouden ontstaan. Dit wordt kleurbeperking genoemd en men ziet dit gebeuren in deeltjesversnellers.
Kleur sterke kracht
De gekleurde sterke kracht is de sterke wisselwerking tussen de drie quarks waaruit een proton of neutron bestaat. Hij wordt de kleurenkracht genoemd omdat de sterke kracht, net als de elektromagnetische kracht, ladingen heeft. De elektromagnetische kracht heeft slechts één soort lading, die zowel positief als negatief kan zijn (magnetische ladingen zijn slechts langzaam bewegende elektrische ladingen), maar de sterke kracht heeft drie soorten ladingen. Deze drie soorten ladingen zijn genoemd naar kleuren: rood, blauw en groen. Ze hebben ook antikleuren: anti-rood, anti-blauw en anti-groen. Net als de positieve en negatieve ladingen van de elektromagnetische kracht, trekken verschillende kleuren elkaar aan, en stoten dezelfde kleuren elkaar af. Sommige deeltjes met kleurlading zijn quarks en antiquarks. Het type quark houdt helemaal geen verband met de kleurlading van die quark. Quarks zijn een van de kleinste deeltjes die momenteel bekend zijn. Ze nemen geen ruimte in omdat ze punten zijn, en het zijn de enige deeltjes die we nog niet hebben kunnen scheiden van andere deeltjes. Dat komt omdat de sterke kracht tussen deeltjes van nature sterker wordt naarmate de deeltjes verder van elkaar verwijderd zijn. De krachtdrager van de sterke kracht wordt het gluon genoemd. Gluonen hebben ook kleurlading. Zowel quarks als gluonen hebben eigenschappen die hen uniek maken ten opzichte van andere deeltjes, zoals beschreven in het Standaardmodel.
· 
De drie quarkkleuren (rood, groen, blauw). Ze combineren tot wit, of kleurloos
· 
De drie quark-antikleuren (antired, antigreen, antiblue). Zij combineren ook om kleurloos te zijn.
· 
De sterke kracht wordt verplaatst tussen een proton en een neutron door middel van gluonen
Kernkracht
De kernkracht, of resterende sterke kracht (de kracht die overblijft nadat de quarks bij elkaar zijn gehouden om hadronen te maken) is de (overgebleven) sterke kracht die werkt tussen hadronen (deeltjes gemaakt van quarks, zoals protonen en neutronen). Het is wat de kern van een atoom bij elkaar houdt.
Vragen en antwoorden
V: Wat zijn de vier fundamentele krachten in de natuurkunde?
A: De vier fundamentele krachten in de fysica zijn elektromagnetisme, de zwakke wisselwerking, gravitatie en de sterke kernkracht.
V: Waarin verschilt de sterke kernkracht van andere fundamentele krachten?
A: De sterke kernkracht is veel sterker dan de zwaartekracht (1038 keer sterker), maar werkt alleen over zeer korte afstanden van enkele femtometers (fm). Zij houdt subatomaire deeltjes zoals neutronen en protonen bij elkaar en houdt de atoomkern bij elkaar.
V: Wat is kwantumchromodynamica?
A: Kwantumchromodynamica (QCD) is een theorie die verschillende kleuren verklaart. Volgens deze theorie werkt de sterke kracht tussen quarks en gluonen.
V: Hoe werkt kleuropsluiting?
A: Kleurbeperking treedt op wanneer er zoveel energie nodig is om een quark te scheiden dat er in plaats daarvan nieuwe hadronen ontstaan. Dit verschijnsel is te zien in deeltjesversnellers.
V: Welke deeltjes hebben een kleurlading?
A: Quarks, antiquarks en gluonen dragen allemaal een kleurlading die vergelijkbaar is met elektrische lading.
V: Hoe interageren deeltjes met kleurlading met elkaar?
A: Deeltjes met kleurlading wisselen onderling gluonen uit, net zoals deeltjes met elektrische lading onderling fotonen uitwisselen.
V: Wat gebeurt er als twee hadronen, bestaande uit quarks, met elkaar reageren?
A: Wanneer twee uit quarks bestaande hadronen met elkaar in wisselwerking staan, staat dit effect van de sterke kracht bekend als de kernkracht (die niet fundamenteel is).
