SIŁY JĄDROWE

Jak wiemy składnikami jądra są dodatnie protony i elektrycznie obojętne neutrony. Dlaczego zatem taki układ nie "rozsypuje się"? Przecież siły odpychania elektrostatycznego między protonami są 10³⁶ razy większe od sił przyciągania grawitacyjnego między nimi? Siły grawitacyjne nie odgrywają praktycznie żadnej roli przy utrzymywaniu jądra w całości, a więc między nukleonami w jądrze musi występować oddziaływanie innego rodzaju.
Z eksperymentów wynika, że oddziaływania między nukleonami to głównie siły przyciągania o wartości około 100 razy większej od oddziaływania elektrostatycznego. Nazwano je oddziaływaniem silnym. Są potężne, ale mają bardzo krótki zasięg - ich wartość gwałtownie maleje do zera już w odległości od centrum jądra. Każdy nukleon oddziałuje tylko z najbliższymi sąsiadami, jeżeli pominiemy siły odpychania kulombowskiego, to siły między protonem i neutronem oraz między dwoma takimi samymi nukleonami są takie same.

Podsumowując możemy przypisać siłom jądrowym następujące cechy:

• siły jądrowe są krótkozasięgowe
• są niezależne od ładunku elektrycznego
• są najsilniejszymi znanymi oddziaływaniami w przyrodzie.

Teorią sił jądrowych zajmował się fizyk japoński Hideki Yukawa. W 1935 roku sformułował hipotezę, że oddziaływanie między nukleonami w jądrze polega na wymianie, między nukleonami, cząstki. Postulował zatem istnienie cząstki, przekazującej oddziaływanie między nukleonami w jądrze, tak jak piłka rzucana przez graczy przekazuje oddziaływania między nimi. Za jej pośrednictwem przenoszona jest energia, pęd oraz ładunek. Cząstkę nazwano cząstką Yukawy i oznaczono literą    .
Teoria Yukawy dopuszczała występowanie procesów oddziaływania, w których następuje zamiana neutronu na proton (lub odwrotnie), mamy tu więc do czynienia z przekazywaniem ładunku elektrycznego.

 Istnieje więc konieczność wprowadzenia trzech rodzajów cząstek  : dodatnich, ujemnych i obojętnych. Znając zasięg sił jądrowych można oszacować masę cząstki Yukawy - jest ona około 250 razy większa od masy elektronu. Nazwano ją mezonem od greckiego słowa mesos - pośredni.
Yukawa teoretycznie przewidział istnienie tych cząstek - zostały one odkryte (dodatnia i ujemna) po 12 latach poszukiwań w promieniowaniu kosmicznym, a jeszcze później, w 1950 roku odkryto mezon obojętny.