¿Por qué la fuerza nuclear fuerte comienza a repeler a menos de 0.5 femtómetros? ¿Qué lo hace cambiar de repulsión a atracción?

El núcleo blando repulsivo en el potencial nucleón-nucleón, que a menudo se denomina núcleo duro, ya que en realidad es bastante fuerte, del orden de 1 GeV, resulta del intercambio del mesón [matemático] \ omega [/ matemático], que es un mesón isoscalar vectorial que se acopla al número bariónico. Por lo tanto, siempre produce una fuerza de intercambio repulsiva entre neutrones y protones en cualquier combinación, pero entre nucleón y antinucleón produce una fuerte atracción.

Esto sucede a corto plazo porque el [math] \ omega [/ math] es un mesón bastante pesado, a aproximadamente 780 MeV.

En rangos mayores, el [math] \ rho [/ math] un mesón isovector vectorial, el [math] \ sigma [/ math] un mesón escalar y el [math] \ pi [/ math] un mesón pseudoescalar-isovector todos comienzan para proporcionar atracción en el potencial, pero la imagen es bastante compleja: existen fuerzas tensoras dependientes de espín bastante importantes que actúan entre los nucleones.

Las fuerzas no se parametrizan fácilmente y se realiza de más de una manera. Es posible que desee buscar los documentos básicos sobre el potencial de Bonn; en mi opinión, este grupo tiene el enfoque más claro.

Están ajustando estos potenciales a los datos de dispersión observados.

Hay otras formas de pensar sobre las fuerzas: puede imaginar que los mesones que no sean [math] \ pi [/ math] realmente representan múltiples intercambios de piones.

Pero el potencial de intercambio de un solo bosón es una forma muy útil de pensar acerca de las fuerzas.

Además de una buena explicación dada en la respuesta anterior, la razón de una distancia tan corta que la fuerza fuerte parece perder su agarre es que es una fuerza de corto alcance, extremadamente corta, que sigue una ley exponencial. En realidad, no es la fuerza extraña la que repele, la fuerza fuerte simplemente se desintegra muy rápido debido a su ley exponencial, es el efecto neto de varias fuerzas complejas en juego en un nucleón lo que ves como repulsión.