வலிய இடைவினை

இயற்பியலாளர்கள் 1970 களுக்கு முன்பு எப்படி அணுக்கரு ஒன்றாக பிணிந்துள்ளது என உறுதியாக கூறவியலாமல் இருந்தனர். அணுக்கருவில் முதன்மிகளும் நொதுமிகளும் உள்ளதையும் முதன்மிகள் நேர்மின்னூட்டத்துடனும் நொதுமிகள் மின்னூட்டம் ஏதும் இன்றியும் அமைவதை அறிந்திருந்தனர். அன்றைய இயற்பியலின் புரிதலின்படி நேர்மின்னூட்டங்கள் ஒன்றையொன்று விலக்கும். எனவே. நேர்மின்னூட்டம் உடைய முதன்மிகள் அணுக்கருவைப் பிய்த்துப் பறாகாவிடவேண்டும். என்றாலும் அப்படி ஏதும் நேர்வதில்லை. இந்த நிகழ்வை விளக்க புதிய இயற்பியல் தேவைப்பட்டது.

முதன்மிகளின் மின்காந்த விலக்கத்தையும் மீறி அணுக்கருவின் கட்டுறும் தன்மையை விளக்க வலிய இடைவினை அல்லது வல் ஈர்ப்பு விசை எடுகோளாகக் கருதப்பட்டது. இந்த கருதுகோள் விசை வல்விசை எனப்பட்டது. இது ஓர் அடிப்படை விசையாகவும் கொள்ளப்பட்டது. இது முதன்மிகள் மீதும் நொதுமிகள் மீதும் செயற்பட்டு நிலைத்த அணுக்கருவை உருவாக்குகின்றன.

பிறகு முதன்மிகளும் நொதுமிகளும் அடிப்படைத் துகள்கள் அல்ல என்பதும் இவை குவார்க்குகல் எனும் அடிப்படைத் துகள்களால் ஆனவை என்பதும் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. அணுக்கருவன்களுக்கு இடையில் உள்ள வலிய ஈர்ப்பு, குவார்க்குகளை முதன்மிகளாகவும் நொதுமிகளாகவும் பிணிக்கும் மேலும் அடிப்படை விசையின் பக்கவிளைவே ஆகும். குவைய மின் இயங்கியல் கோட்பாடு குவார்க்குகள் வண்ண ஊட்டங்களைக் கொண்டுள்ளன என்பதை விளக்குகிறது. ஆனால் இது கட்புல நிறத்தோடு எவ்வகையிலும் தொடர்புடையதல்ல.^[3] ஒத்தமையாத வண்ண ஊட்டமுள்ள குவார்க்குகள் வலிய இடைவினையால் ஈர்க்கின்றன. இதை நிகழ்த்தும் ஊடகமாக பசையன் எனும் துகள் அமைகிறது.

இது இயற்கை விசைகள் நான்கில் மற்ற மூன்றைவிட மிகவும் வலிமை வாய்ந்தது என்பதால் வலிய எனும் சொல் பயன்படுகிறது. 10⁻¹⁵ மீட்டர் (பெம்டோமீட்டர்) அல்லது அதற்கும் குறைந்த தொலைவில், வலிய இடைவினையின் வலிமை மின்காந்த விசையை விட 137 மடங்கு பெரியதாகும்;மெல்விசையை விட 10⁶ மடங்கு பெரியதாகும்; ஈர்ப்பை விட 10³⁸ மடங்கு பெரியதாகும்.

துகள் இயற்பியலின் செந்தரப் படிமத்தின் ஒரு பகுதியாக வல்விசையைக் குவைய வண்ண இயங்கியல் விவரிக்கிறது. கணிதவியலாக, குவஇ (QCD) அபெலியன் அல்லாத கடிகைக் கோட்பாடு. இது SU(3) எனும் களக்குழுவைச் சார்ந்த்தாகும்.

குவார்க்குகளும் பசையன்களும் அழியாத வண்ண ஊட்டம் சுமக்குமடிப்படைத் துகள்களாகும். எனவே இவை தம்முள் மட்டுமே ஒன்றுக்கொன்று வலிய இடைவினைகளில் பங்கேற்கின்றன. வல்விசை என்பது பிற குவார்க்குகளுடனும் பசையன் துகள்களுடனும் பசையன் புரியும் இடைவினையின் வெளிப்பாடாகும்.

அனைத்து குவார்க்குகளும் பசையன்களும் குவைய வண்ண இயங்கியலில் ஒன்றோடொன்று வல்விசையூடாக இடைவினை புரிகின்றன. இந்நிலையில், இடைவினையின் வலிமை வல்பிணிப்பு மாறிலியால் அளபுருவாகிறது. இந்த வலிமை துகளின் கடிகை வண்ண ஊட்டத்தால் மாற்றப்படுகிறது. கடிகை வண்ண ஊட்டம் என்பது ஒரு குலக் கோட்பாட்டு இயல்பாகும்.

வல்விசை குவார்க்குகளுக்கு இடையில் செயல்படுகிறது. ஏனைய மூன்று விசைகளைப் போல்லாமல் (மின்காந்த மெல், ஈர்ப்பு விசைகளைப் போலல்லாமல்), வல்விசை குவார்க்கு இணைகளுக்கு இடையில் உள்ள தொலைவைப் பொறுத்து வலிமை குன்றுவதில்லை. ஒரு வரம்பு தொலைவுக்கு அப்பால், அதவது வன்மியின் உருவளவுக்கு அப்பால், இது 10,000 நியூட்டன்கள் வலிமையுடன் குவார்க்குகளுக்கு இடையிலான தொலைவு எத்துணை கூடினாலும் மாறாமல் இருக்கிறது.^[4]

வல்விசையின் எச்ச விளைவு அணுக்கரு விசை எனப்படுகிறது. அணுக்கரு விசை இடைமிகள், அடர்மிகள் ஆகிய வன்மிகளுக்கிடையில் செயல்படுகிறது. மரைமுகமாகச் செயல்படும் இந்த எச்ச வல்விசை,பசையன்களைச் செலுத்தி மெய்நிகர் பையான்களின், உரோ இடைமிகளின், ஒரு பகுதியாக்குகிறது. இவை மீண்டும் அணுக்கருவன்களுக்கு இடையிலான விசையைச் செலுத்தி அணுக்கருவை ஒன்றாகக் கட்டிப் பிணிக்கிறது.

எச்ச வல்விசை என்பது குவார்க்குகளை முதன்மிகளாகவும் நொதுமிகளாகவும் கட்டிப் பிடிக்கும் வல்விசையின் சிறிய எச்சமே ஆகும். இந்த விசை முதன்முகளுக்கும் நொதுமிகளுக்கும் இடையில் மேலும் மெலிவாகிறது. ஏன்னில், இது நொதுமலான அணுக்களில் மின்காந்த விசைகள் நொதுமலாவதைப் போலவே தமக்கிடையில் நொதுமல் அடைகிறதால் தான் எனலாம். அணுக்கருக்களோடு மின்னன்களைப் பிணித்து அணுக்களை உருவாக்கும் வாந்தெர்வால் விசைகள் மின்காந்த விசைகளைவிட மிக மெலிந்தனவாகும்.^[5]

வல்விசையைப் போன்றல்லாமல், எச்ச வல்விசை தொலைவைப் பொறுத்து வலிமையில் குன்றுகிறது. உண்மையில் இது தொலைவைப் பொறுத்து மிக வேகமாக்க் குறைகிறது. இந்தக் குன்றல் தொலைவின் எதிர்ப்படி வீதத்தில் அமைகிறது. என்றாலும் இந்தக் குன்றலுக்கான எளிய கோவை இன்னமும் காணப்படவில்லை.வல்விசையைப் போன்றல்லாமல், எச்ச வல்விசை தொலைவைப் பொறுத்து வலிமையில் குன்றுகிறது. உண்மையில் இது தொலைவைப் பொறுத்து மிக வேகமாக்க் குறைகிறது. இந்தக் குன்றல் தொலைவின் எதிர்ப்படி வீதத்தில் அமைகிறது. என்றாலும் இந்தக் குன்றலுக்கான எளிய கோவை இன்னமும் காணப்படவில்லை. அணுக்கருவுக்குள் தொலைவைச் சார்ந்து மிக வேகமாகக் குறையும் இந்த எச்ச ஈர்ப்பு விசையும் இதைவிட குறைந்த வேகத்தில் குறையும் மின்காந்த விலக்கு விசையும் சேர்ந்து 82 அணுநிறைக்கும் மேலான உயர்எடைத் தனிமங்களின் அணுக்கருவின், அதாவது ஈயத்துக்கு அப்பால் உள்ள தனிமங்களின் அணுக்கருவின் நிலைப்பைக் குன்றச் செய்கின்றன.

• Christman, J. R. (2001). "MISN-0-280: The Strong Interaction" (PDF). Project PHYSNET. {{cite web}}: External link in |work= (help)
• Griffiths, David (1987). Introduction to Elementary Particles. John Wiley & Sons. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-471-60386-4.
• Halzen, F.; Martin, A. D. (1984). Quarks and Leptons: An Introductory Course in Modern Particle Physics. John Wiley & Sons. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-471-88741-2.
• Kane, G. L. (1987). Modern Elementary Particle Physics. Perseus Books. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-201-11749-5.
• Morris, R. (2003). The Last Sorcerers: The Path from Alchemy to the Periodic Table. Joseph Henry Press. பன்னாட்டுத் தரப்புத்தக எண் 0-309-50593-3.

• பிரித்தானிக்கா கலைக்களஞ்சியத்தில் Strong force