强力或强核力是自然界的四种基本力之一，与引力、电磁力和弱力并列。顾名思义，强力是四者中最强的力量。它结合物质的基本粒子，称为夸克，形成更大的粒子。
但在年8月，一项新发现使强力受到质疑。通过用氟原子束粉碎氧的同位素，物理学家终于创造了氧-28——一种长期以来被预测为超稳定的罕见形式的氧。唯一的问题是它不是。氧-28在齐秒内衰变，或十亿分之一秒的万亿分之一。这让物理学家感到困惑，标准模型（五十年前关于粒子应该如何表现的理论）也受到质疑。
标准模型中的强大力量
粒子物理学的主导理论是标准模型，它描述了物质的基本组成部分以及它们如何相互作用。根据欧洲核研究组织CERN的说法，该理论是在年代初发展起来的，随着时间的推移和通过许多实验，已成为一种经过充分验证的物理理论。
在标准模型下，最小，最基本的基本粒子之一，或者那些不能分裂成更小部分的粒子，是夸克。这些粒子是一类称为强子的大质量粒子的组成部分，其中包括质子和中子。科学家们还没有看到任何迹象表明有比夸克小的东西，但他们仍在寻找。
强力最初是为了解释为什么原子核不会飞散而提出的。似乎他们会这样做，因为位于原子核中的带正电荷的质子之间的排斥电磁力。物理学家后来发现，强力不仅将原子核结合在一起，而且还负责结合构成强子的夸克。
“强力相互作用在...将强子放在一起，“根据杜克大学的物理课程材料”四种力量”。“基本的强相互作用将强子的组成夸克保持在一起，残余力将强子彼此保持在一起，例如原子核中的质子和中子。
夸克和强子
夸克于年由物理学家默里·盖尔曼（MurrayGell-Mann）和乔治·茨威格（GeorgeZweig）独立提出理论，物理学家于年在斯坦福线性加速器国家实验室首次观察到这些粒子。根据诺贝尔基金会的说法，盖尔曼选择了这个名字.
“50年代和60年代粒子加速器的实验表明，质子和中子只是现在称为强子的一大类粒子的代表。到目前为止，已经检测到多个[现在超过个]强子，有时被称为强子动物园，“根据”粒子和原子核：物理概念简介“一书（Springer，8）。
科学家们已经详细介绍了夸克构成这些强子粒子的方式。“有两种类型的强子：重子和介子，”莉娜·汉森（LenaHansen）在杜克大学在线发表的论文《颜色力量》（TheColorForce）中写道。每个重子由三个夸克组成，每个介子由夸克和反夸克组成，“其中反夸克是具有相反电荷的夸克的反物质对应物。重子是由质子和中子组成的一类粒子。介子是在大型粒子加速器和与高能宇宙射线相互作用中产生的短寿命粒子。
夸克风味和颜色
夸克有六个品种，物理学家称之为“味道”。按照质量增加的顺序，它们被称为上、下、奇怪、魅力、底部和顶部。上夸克和下夸克是稳定的，组成质子和中子，LiveScience之前报道过。例如，质子由两个上夸克和一个下夸克组成，记作（uud）。
另一种更大的味道仅在高能相互作用中产生，并且腐烂得极快。它们通常在介子中观察到，介子可以包含不同的味道组合，如夸克-反夸克对。其中最后一个，顶夸克，由MakotoKobayashi和ToshihideMaskawa于年提出理论，但直到年才在费米国家加速器实验室（Fermilab）的加速器实验中观察到。小林和益川因其预测而获得8年诺贝尔物理学奖。
夸克还有另一个性质，也有六种表现形式。此属性被标记为“颜色”，但不应与对颜色的普遍理解混淆。这六种表现被称为红、蓝、绿、反红、反蓝、反绿。反色适当地属于反夸克。汉森说，颜色特性解释了夸克如何遵守泡利不相容原理，该原理指出没有两个相同的物体可以占据相同的量子态。也就是说，构成同一个强子的夸克必须有不同的颜色。因此，重子中的所有三个夸克都是不同的颜色，介子必须包含一个有色夸克和一个相应反色的反夸克。
胶子和强大的力
物质粒子通过相互交换携带力的粒子（称为玻色子）来传递能量。强力由一种称为“胶子”的玻色子携带，之所以如此命名，是因为这些粒子充当将原子核及其组成重子结合在一起的“胶水”。两个夸克之间的吸引力发生了一件奇怪的事情：强力不会像电磁力那样随着两个粒子之间的距离而减小;事实上，它增加了，更类似于机械弹簧的拉伸。
与机械弹簧一样，两个夸克彼此分离的距离是有限制的，大约是一个质子的直径。当达到这个极限时，实现分离所需的巨大能量突然以夸克-反夸克对的形式转化为质量。这种能量质量转换是根据爱因斯坦著名的方程E=mc2-或者在这种情况下，m=E/c2-其中E是能量，m是质量，c是光速。因为每次我们试图将夸克彼此分离时都会发生这种转换，所以没有观察到自由夸克，物理学家也不相信它们作为单个粒子存在。费米实验室的克里斯·奎格（ChrisQuigg）在他的著作《强、弱和电磁相互作用的规范理论：第二版》（普林斯顿大学出版社，年）中指出，“对自由夸克的明确观察将是革命性的。
残余强力
当三个夸克在质子或中子中结合在一起时，胶子产生的强力大部分被中和，因为几乎所有的力都用于将夸克结合在一起。因此，力主要限制在粒子内。然而，一小部分力确实作用在质子或中子之外。这部分力可以在质子和中子之间起作用，统称为核子。
根据康斯坦丁诺斯·G·瓦耶纳斯和斯塔马蒂奥斯·Souentie在他们的书“引力，狭义相对论和强力”（Springer，）中，“很明显，核子之间的力是更强，更基本的力的结果或副作用，它将质子和中子中的夸克结合在一起。这种“副作用”被称为“残余强力”或“核力”，尽管带正电的质子之间有排斥电磁力将它们分开，但它还是将原子核保持在一起。
然而，与强力不同的是，残余强力在短距离内迅速下降，并且仅在原子核内的相邻粒子之间显着。然而，排斥电磁力下降得更慢，因此它作用于整个原子核。因此，在重原子核中，特别是原子序数大于82（铅）的原子核中，当粒子上的核力几乎保持不变时，该粒子上的总电磁力随着原子序数的增加而增加，最终可以将原子核推开。“裂变可以被视为强大的吸引力核力和排斥静电力之间的拉锯战，”劳伦斯-伯克利国家实验室的核科学ABC说。“在裂变反应中，静电斥力获胜。”
残余强力键断裂释放的能量以高速粒子和伽马射线的形式出现，产生我们所说的放射性。与附近原子核衰变产生的粒子碰撞可以促成这一过程，引起核链式反应。铀-和钚-等重原子核裂变产生的能量是核反应堆和原子弹的动力。
标准模型的局限性
除了所有已知和预测的亚原子粒子外，标准模型还包括强弱力和电磁力，并解释了这些力如何作用于物质粒子。然而，该理论不包括重力。几十年来，将引力安装到模型框架中已经困扰了科学家们。但是，根据欧洲核子研究中心的说法，在这些粒子的尺度上，重力的影响是如此微不足道，以至于尽管排除了这种基本力，但该模型运行良好。
标准模型还预测同位素氧-28应该是稳定的。作为费米子，质子和中子不能相互重叠。在原子核内，它们堆叠成离散的壳层。
当这些壳被填充时，原子变得超稳定或“神奇”，不需要衰变成更稳定的形式。然而，氧-28在最微小的几分之一秒内以令人难以置信的速度衰变。
这对我们对亚原子力的理解意味着什么尚不清楚，但它可能表明，更深层次的未知物理学正在决定奇异同位素的行为。因为强大的力是将原子结合在一起的原因，以及在这些短时间尺度上支配它们的行为，所以新发现质疑的正是这种力。
