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starke Wechselwirkung,

 

eine der vier fundamentalen Wechselwirkungen von Materie, der nur die Hadronen (d. h. Baryonen und Mesonen) unterliegen; sie weist eine kurze Reichweite ( 10^-15 m) und eine sehr große Kopplungskonstante auf. Die starke Wechselwirkung stellt die Ursache für die Bindung der Nukleonen in den Atomkernen dar (Kernkräfte) sowie für die bei tief-unelastischen Streu- und Stoßprozessen von hochenergetischen Hadronen auftretenden Teilchenumwandlungen. Außerdem ist sie verantwortlich für die Zerfälle von in diesen Prozessen entstehenden, kurzlebigen Hadronen und deren Resonanzen (typische Lebensdauern von 10^-20 s). Kennzeichnend für Prozesse mit starker Wechselwirkung ist deren rein hadronischer Charakter (etwa die unelastische Streuung von Pionen an Nukleonen, z. B. die Streuprozesse π^- + p → π⁰ + n oder π^- + p → K⁺ + ∑^-); Leptonen und Photonen nehmen an der starken Wechselwirkung nicht teil. Die Größe der Kopplungskonstante hängt von der Art des Prozesses ab. Neben ihrer Ladungsunabhängigkeit verletzt die starke Wechselwirkung auch nicht die Erhaltungssätze für die inneren Quantenzahlen der Elementarteilchen, ist also insbesondere paritätserhaltend.

 

Die Übertragung der starken Wechselwirkung wurde quantenfeldtheoretisch von H. Yukawa 1935 zunächst durch den Austausch entsprechender Feldquanten zwischen den Nukleonen im Kern erklärt. Diese Feldquanten wurden später mit den Pionen identifiziert. Die Komplexität der starken Wechselwirkung (v. a. angesichts der zunehmenden Zahl weiterer entdeckter Hadronen) konnte erst nach Aufdeckung der inneren Symmetrie der Hadronen und deren Erklärung durch das Quarkmodell auf der elementareren Ebene der Quarks erfasst werden, aus denen sich die Hadronen konstituieren. Danach wird die starke Wechselwirkung zwischen den Quarks durch die Gluonen als Feldquanten vermittelt und so der Einschluss der Quarks in den Hadronen bewirkt. Die daraus entstandene Theorie der starken Wechselwirkung ist die Quantenchromodynamik.