Die starke Wechselwirkung - Die "Kernkräfte" und ihre Reichweite Die starke Wechselwirkung findet zwischen Quarks statt und wird durch Gluonen vermittelt. Vor dieser Erkenntnis hielt man die Nukleonen für die Träger der starken Wechselwirkung und ihr starker Zusammenhalt in Atomkernen wurde mit den zwischen ihnen wirkenden Kernkräften erklärt. Die Kernkräfte sind nur sehr kurzreichweitig, etwa 10 -15 m = 1 fm. Wir wissen heute, dass die Kernkräfte ihre Ursache in der starken Wechselwirkung bzw. dem Austausch von Gluonen haben. Atomaufbau und Energie aus Atomkernen - Medienwerkstatt-Wissen © 2006-2022 Medienwerkstatt. Dies ist allerdings quantitativ bis heute noch nicht erklärbar. Es wird versucht, dies innerhalb der QCD zu erklären. Eine entscheidende Frage dabei lautet: Warum haben Kernkräfte eine kleine Reichweite? Gluonen koppeln nur an andere, auch Farbladung tragende Teilchen. Die Quarks in Protonen und Neutronen bilden farbneutrale, weiße Kombinationen. Sie kompensieren so nach außen ihre Farbladungen und scheinen wie Teilchen ohne Farbladung zu wirken. Die starke WW wirkt daher auf sie zunächst nicht.
Elektromagnetische Kraft: Ein Kompass richtet sich aus. Eine Kompassnadel richtet sich entlang der Feldlinien eines Magnetfeldes aus. Ist gerade kein anderer, stärkerer Magnet in der Nähe, zeigt die Kompassnadel in Richtung Norden des Erdmagnetfeldes. Starke Wechselwirkung: Die meisten Atomkerne sind stabil. Die starke Wechselwirkung im Atomkern ist größer als die elektromagnetische Wechselwirkung. Wäre es umgekehrt, würden sich die positiv geladenen Protonen des Kerns abstoßen und der Kern auseinanderfallen. Schwache Wechselwirkung: Durch Kernfusion wandelt die Sonne Masse zu Energie um. Neben Einsteins berühmter Formel $E=m\cdot c^{2}$ ist hier die schwache Wechselwirkung im Spiel. Sie ist verantwortlich dafür, dass sich die Bausteine von Atomkernen umwandeln und damit zu neuen Atomkernen werden können. Beurteile, welche Kraft stärker ist. Die Gravitation ist umso stärker, je größer die sich anziehenden Massen sind. Die elektromagnetische Kraft ist umso stärker, je größer die sich anziehenden Ladungen sind.
Theorien, welche ein punktformiges Elektron voraussetzen, fuhren bekanntlich zu unendlich grosen Feldstarken in der unmittelbaren Nachbarschaft des Teilchens. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, hatten Born und Infeld eine entsprechende Abanderung der Maxwellschen Theorie vorgeschlagen, die sich jedoch infolge groser Komplexitat der daraus folgenden Gleichungen nicht als weiter entwicklungsfahig erwies. Dirac (1938) und Bhabha (1940) hatten andererseits gezeigt, wie man auch mit einer raumlich…
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