הכוח החזק נוצר בין נוקלאונים ע"י החלפת חלקיקים הנקראים מזונים (פיונים למשל). החלפה זו יכולה להדמות לפגיעת כדור פינג-פונג קדימה ואחורה בין שני אנשים. הנוקלאונים חייבים להיות ממש קרובים זה לזה על מנת שהחלפה זו תתרחש. המרחק הדרוש הינו בערך כקוטרו של פרוטון או ניוטרון. אם הפרוטון או הניוטרון יכולים להתקרב קרוב יותר ממרחק זה, ההחלפה של מזון אכן יכולה להתרחש והחלקיקים ידבקו אחד לשני. אם הם לא יכולים להתקרב למרחק שכזה, הכוח החזק יהיה חלש מדי בכדי להדביק אותם ביחד.
מושג הכוח הגרעיני התגבש ב 1934 אחרי הגילוי שגרעין האטום מורכב מפרוטונים וניוטרונים הקשורים יחדיו ע"י כוח מושך. באותה עת הכוח הגרעיני הובן כמועבר ע"י חלקיקים שנקראו מזונים (התגלו ב 1947). בשנות ה 70 של המאה ה 20, הבנה מעמיקה יותר הראתה לנו שמזונים אלו הם למעשה קומבינציה של קווארקים וגלואונים, המועברים בין הנוקלאונים אשר בעצמם היו מורכבים מקווארקים וגלואונים.
למעשה, כיום הכוח הגרעיני המופיע בין שני נוקלאונים הינו אנלוגי לכוחות בכימיה בין אטומים ניטראליים הנקראים כוחות ואן דר ואלס. כוחות שכאלו בין האטומים הינם מאוד חלשים מאשר הכוחות החשמליים שמחזיקים את האטומים עצמם ביחד, והטווח שלהם הוא קצר יותר משום שהם מופיעים מהפרדה ספונטנית של מטענים בתוך האטום.
באופן דומה, למרות שנקלאונים בנויים מקווארקים וגלואונים שהם בקומבינציה שמבטלת את רוב 'כוח הגלואונים', ישנן קומבינציות של קווארקים וגלואונים אשר 'דולפות' החוצה מהנקלאונים, בצורה של שדות של כוח גרעיני קצר-טווח. הכוחות הגרעיניים הם מאוד חלשים ביחס ל'כוח הגלואונים' שבתוך הנקלאונים והם משתרעים רק לאורך כמה קוטרי גרעין ונופלים מעריכית עם המרחק. אף על פי כן, הם חזקים דיים לקשור את הניוטרונים והפרוטונים לאורך מרחק קצר ולהתגבר על כוח הדחייה החשמלי בין הפרוטונים שבגרעין.
מאת: חיים ברק
המחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
