Jupiterimages/Photos.com/Getty Images
Av de fyra grundläggande krafterna – starka, svaga, elektromagnetiska och gravitation – är den starka kärnkraften den mest kraftfulla och ansvarar för att hålla samman atomkärnan. Dess inflytande är dock begränsad till ett extremt kort område, ungefär diametern på en typisk kärna.
Varje atom består av en kärna omgiven av elektroner. Inuti kärnan binds protoner och neutroner samman av den starka kraften. Medan protoner har en positiv laddning, är neutroner elektriskt neutrala. Den starka kraften attraherar båda partiklarna och håller dem samman, men den sönderfaller snabbt utanför kärnan, så närliggande atomer känner inte dess drag.
Protoner stöter bort varandra genom den elektromagnetiska kraften, som verkar över långa avstånd. Utan en annan interaktion för att motverka denna repulsion skulle protoner tvingas isär. Neutroner, som saknar laddning, upplever inte denna repulsion. När en proton och en neutron kommer inom ungefär en biljondels millimeter (≈10⁻¹⁵m) dominerar den starka kraften och partiklarna binder samman.
Den moderna förståelsen av de grundläggande krafterna är att de uppstår från utbyte av kraftbärande partiklar. Masslösa fotoner förmedlar den elektromagnetiska kraften, vilket gör att den kan verka över oändliga avstånd. Däremot bärs den starka kraften av massiva pioner, vars korta Compton-våglängd begränsar intervallet för interaktionen till femtometerskalan.
I stjärnkärnor komprimerar gravitationen väte och helium, vilket genererar tryck som för protoner och neutroner nära varandra. När de gör det smälter den starka kraften ihop dem till tyngre kärnor och frigör energi. Kärnfusion ger ungefär tio miljoner gånger mer energi per massenhet än kemiska reaktioner som förbränning av kol eller bensin.
En neutronstjärna är den täta rest som finns kvar efter att en massiv stjärna exploderat som en supernova. Hela dess massa komprimeras till en volym som bara är några kilometer tvärs över, vilket skapar ett föremål vars densitet kan jämföras med en atomkärnas. En tesked neutronstjärnematerial skulle väga ungefär tio miljoner ton. Eftersom den starka kraften dominerar i den här miljön, tvingas alla protoner och neutroner samman och lämnar inga atomer i traditionell mening.
Om den starka kraften skulle verka över makroskopiska avstånd, skulle materialet på jorden kollapsa till en kompakt sfär, ungefär några hundra meter tvärs över, med en massa som motsvarar planeten.
