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Concept
Force nucléaire
Résumé
La force nucléaire, qui s'exerce entre nucléons, est responsable de la liaison des protons et des neutrons dans les noyaux atomiques. Elle peut être interprétée en termes d'échanges de mésons légers, comme les pions. Même si son existence est démontrée depuis les années 1930, les scientifiques n'ont pas réussi à établir une loi permettant de calculer sa valeur à partir de paramètres connus, contrairement aux lois de Coulomb et de Newton.
Elle est parfois appelée force forte résiduelle, pour la distinguer de l'interaction forte que l'on explique à partir de la chromodynamique quantique. Cette formulation a été introduite dans les années 1970 en raison d'un changement de paradigme. Auparavant, la force nucléaire forte désignait la force entre nucléons. Après l'introduction du modèle des quarks, linteraction forte a désigné les forces définies par la chromodynamique quantique, qui interagissent avec les quarks, en raison de leur charge de couleur. Les nucléons n'ayant aucune charge de couleur, la force nucléaire n'implique donc pas directement les gluons, particules médiatrices de l'interaction forte, mais plutôt d'autres processus.
La force nucléaire est au cœur de la physique nucléaire depuis la naissance de cette discipline en 1932 par la découverte du neutron par James Chadwick. Le but traditionnel de la physique nucléaire est de comprendre les propriétés du noyau atomique dans ses interactions 'nues' entre paires de nucléons, ou forces nucléon-nucléon (NN).
En 1935, Hideki Yukawa est le premier à tenter d'expliquer la nature de la force nucléaire. Selon sa théorie, des bosons massifs (mésons) servent de médiateurs à l'interaction entre deux nucléons. Bien que, à la lumière de la chromodynamique quantique, la théorie des mésons ne soit plus perçue comme fondamentale, le concept d'échange de mésons (dans lequel les hadrons sont traités comme des particules élémentaires) représente toujours le meilleur modèle quantitatif pour le potentiel NN.
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