Bildiğiniz gibi atomların çekirdeğinde artı yüklü protonlar ve yüksüz nötronlar bulunmaktadır. Farklı yüklü tanecikler birbirini çekerken aynı yüklü tanecikler birbirlerini iter. Peki nasıl olur da atom çekirdeğindeki artı yüklü protonlar küçücük bir hacim içinde bir arada kalabilir? Bu durumu evrendeki temel kuvvetleri öğrenerek anlayabiliriz.

Evrende 4 temel kuvvet vardır.

Yerçekim Kuvveti

Yerçekim kuvveti kütlesi olan maddelerin birbirleriyle etkileşmesi sonucunda ortaya çıkan kuvvettir. Zayıf bir kuvvet olan yerçekimi sınır tanımayan bir menzile sahiptir.

Elektromagnetik Kuvvet

Yüklü taneciklerin birbirleriyle olan etkileşimleri sonucu ortaya çıkan kuvvettir. Bu kuvvet sonucunda aynı yüke sahip tanecikler birbirini iterken, farklı yüke sahip tanecikler birbirlerini çekerler. Yerçekim kuvvetinden daha güçlü ve sınır tanımayan bir menzile sahip kuvvettir.

Zayıf Nükleer Kuvvet

Bu kuvvet atomlardaki bazı radyoaktif ışımaların ortaya çıkmasını sağlar. Yerçekimi kuvvetinden daha güçlü fakat elektromagnetik kuvvetten zayıftır. Ayrıca menzili oldukça kısa, atom boyutlarındadır.

Güçlü Nükleer Kuvvet

Güçlü nükleer kuvvet evrendeki 4 temel kuvvet içindeki en güçlü kuvvettir. Buna rağmen menzili atom boyutlarındadır.

Bizler bu kuvvetlerden güçlü ve zayıf nükleer kuvvetleri gözlemleyemiyoruz. Çünkü bu kuvvetler ancak atomik düzeyde oluşmaktadır. Yani bu kuvvetleri gözlemleyebilmek için taneciklerin birbirlerine femtometre (10^-15 metre) derecesinde yakın olması gerekmektedir.

Çekirdekteki protonlar elektromagnetik kuvvet ile birbirlerini itmektedir. Fakat protonlar birbirlerine femtometre derecesinde yaklaştığında bu kuvvetten çok daha güçlü bir kuvvet olan güçlü nükleer kuvvet elektromagnetik kuvvetten doğan itmeyi rahatlıkla karşılayarak protonları bir arada tutar.

Güçlü nükleer kuvvetin etki alanını 1 femtometre çapında bir çember gibi düşünebiliriz. Normalde birbirini iten protonlar bu çemberin içine girdiklerinde güçlü nükleer kuvvet etkili olur ve protonlar bir arada kalarak çekirdeği oluşturur.

Güçlü nükleer kuvvet protonlar arasında sürekli paylaşılan bir atom altı parçacığı olan mezonlar nedeniyle oluşur.

Güçlü nükleer kuvvet sayesinde protonlar atom çekirdeğinde bir arada kalır. Böylece atomlardan moleküller, moleküllerden evrendeki bütün maddeler oluşur. Yani varlığımızı bu küçük menzilli kuvvete borçluyuz.