نسخة الفيديو النصية
ما اسم القوة التي تربط النيوترونات والبروتونات معًا في نواة الذرة؟
تتكون نواة الذرة من نوعين من الجسيمات: البروتونات والنيوترونات. البروتونات موجبة الشحنة، والنيوترونات متعادلة الشحنة وشحنتها تساوي صفرًا. بوجه عام، من المعروف أن الشحنات المتضادة تتجاذب، لذا تتجاذب الشحنات الموجبة والسالبة. ومن المعروف أيضًا أن الشحنات المتماثلة تتنافر، لذا ستتنافر الشحنتان الموجبتان وستتنافر الشحنتان السالبتان. لا تحتوي نواة الذرة على شحنات سالبة، وإنما على شحنات موجبة ومتعادلة. والشحنات الموجبة تتنافر مع بعضها. ويسمى هذا بالتنافر الكهروستاتيكي.
وبما أن هذه الأنواع الموجبة الشحنة تتنافر مع بعضها، فقد تتوقع أن تتفكك النواة. لكن يمكن أن تظل الأنوية مستقرة لأكثر من مليار سنة، ما يشير إلى أنه لا بد وأن هناك قوة جذب تجعلها متماسكة. نسمي هذه القوة بالقوة النووية القوية. تعرف القوة النووية القوية بأنها قوة الجذب التي تربط البروتونات والنيوترونات معًا. يوضح الشكل أن قوة الجذب هذه تحدث بين نيوترونين، وبين البروتون والنيوترون. والقوة النووية القوية التي تسبب الجذب تعتبر أقوى بكثير من القوة الكهروستاتيكية التي تسبب التنافر في النواة. إذن، إجابة السؤال: «ما اسم القوة التي تربط النيوترونات والبروتونات معًا في نواة الذرة؟» هي: القوة النووية القوية.
وللتحقق من إجابتنا، دعونا نفكر في القوى الأساسية الأخرى. توجد أربع قوى أساسية: قوة الجاذبية، والقوة القوية، والقوة الضعيفة، والقوة الكهرومغناطيسية. القوتان الكهروستاتيكية والمغناطيسية هما نتيجة للقوة الكهرومغناطيسية. وقد عرفنا بالفعل أن القوة الكهروستاتيكية تتسبب في التنافر داخل النواة، من ثم فهي لا تربط النيوترونات والبروتونات معًا. وقوة الجاذبية هي المسئولة عن التحكم في التداخلات التجاذبية بين الأجسام التي لها كتلة. إنها قوة ضعيفة جدًّا، ومقدار القوة يرتبط بكتلة الأجسام. ومن ثم، فإن لها تأثيرًا كبيرًا على الأجسام ذات الكتلة الكبيرة مثل الأرض والقمر. لكن تأثيرها ضئيل جدًّا على الأجسام ذات الكتلة الصغيرة، ومن ثم فإن قوة الجاذبية لا تمثل أهمية في سياق البروتونات والنيوترونات.
وبالنسبة للقوة الضعيفة، أو القوة النووية الضعيفة، فإنها مسئولة عن أنواع مختلفة من الاضمحلال الإشعاعي، لكنها ليست مسئولة عن ربط البروتونات والنيوترونات معًا. والقوة المغناطيسية مسئولة عن تداخلات التجاذب والتنافر بين المغناطيسات. وكما هو الحال مع القوة الكهروستاتيكية، يتطلب التجاذب وجود جسيمات متضادة الشحنة، لكن البروتونات والنيوترونات موجبة ومتعادلة الشحنة. إذن، فالقوة المغناطيسية ليست مسئولة عن ربط البروتونات والنيوترونات معًا. هكذا استبعدنا القوى الأساسية الأخرى، وعليه يمكننا التأكد من أن القوة التي تربط النيوترونات والبروتونات معًا هي القوة القوية، التي تعرف أيضًا باسم القوة النووية القوية.
