Dört Temel Kuvvet

Bu yazı akademik olarak lisans seviyesinde eğitimini aldığım bir konu değildir. Hatta her yerde bulunabilecek bilgilerin bir araya getirilmesi ne işe yarar şeklinde bir soru haklı olarak sorulabilir. Bu yazı, okuyanların da fark edeceği gibi Kendime Yazılar başlığı altında yer almaktadır. Maddeyi anlamayı seviyorum ve kendime daha uzun sürede aklımda tutabileceğim ve takıldığımda tekrar dönüp bakabileceğim bir not bırakıyorum. Bu notları da interneti kullanarak herkesin görebileceği bir şekilde sunuyorum. Zira bilgi benim, senin veya onun değil; tüm insanlığındır. Bir kişinin yaşadığımız evreni daha iyi anlamasına yardımı dokunacaksa ne mutlu bana.

Evrende dört temel kuvvet bulunmaktadır. Bu kuvvetler şunlardır:

• Kütleçekim Kuvveti
• Zayıf Nükleer Kuvvet
• Elektromanyetik Kuvvet
• Güçlü Nükleer Kuvvet

Tüm diğer kuvvetler, bu kuvvetlerin birleşiminden (birlikte etki etmesinden) oluşmaktadır.

Yukarıdaki tabloda, bahsedilen kuvvetlerin kısa bir açıklaması, hangi parçacıkların bu kuvvetten etkilendiği, kuvveti taşıyan parçacık, etki uzaklığı ve birbirlerine göre zayıf -güçlü skalasındaki yerine yer verilmiştir. Buna göre kütleçekim, kütlesi olan cisimler arasında etkileşim sağlamaktadır. Kütlesi olmayan fotonlar da kütleçekimin etkisinde kalabilmektedir ancak bu yazı giriş seviyesinde kuvvetleri aktarmaya çalıştığı için bundan ayrıntılı olarak bahsedilmeyecektir. Yerçekiminin kuvvet taşıyıcı parçacığı (teorik olarak) gravitondur. Kütleçekimin etki uzaklığı sonsuzdur ancak tabii kuvvet kaynağından uzaklaşıldıkça maruz kalınan kuvvet azalacaktır. Kütleçekim anılan kuvvetler arasında en zayıf olanıdır.

Zayıf nükleer kuvvet ise parçacıkların bozunmasını düzenleyen kuvvettir. Quarklar ve leptonlar üzerinde etkilidir. Zayıf nükleer kuvvetin kuvvet taşıyıcıları W+, Z0 ve W- sembollerine sahip zayıf vektör bozonlarıdır. Bu parçacıkların değişimi, bir tür yüklü parçacığın başka bir tür yüklü parçacığa dönüşmesine neden olur. Bu kuvvet kısa mesafede (ayrıntılarına yazının ilerleyen kısmında yer verilecektir) etkilidir.

Elektromanyetizma, elektrik yüklü parçacıklar arasında etki etmektedir dolayısıyla tanımdan da açıkça görülebildiği gibi bu kuvvet elektrik yüklü parçacıklar üzerinde etkilidir. Elektromanyetizmanın kuvvet taşıyıcı parçacıkları fotondur. Kuvvetin etki mesafesi sonsuzdur. Güçlü nükleer kuvvet ise quarkları birbirine bağlayan kuvvettir. Quarklar ve gluonlar üzerinde etkilidir ve kuvvetin taşıyıcı parçacığı gluondur. Kısa mesefede etkili olmasına rağmen en güçlü kuvvettir. Şimdi gelin biraz daha ayrıntılı inceleyelim.

Kütleçekim Kuvveti

Kütleçekim kuvveti, kütleleri eşit olsun ya da olmasın, evrendeki herhangi iki objeyi birbirine çeken bir kuvvettir. Dahası, Newton’un Evrensel Çekim Yasası, siz de dahil olmak üzere her şeyin evrendeki diğer tüm nesneleri çektiğini belirtir. Yerçekimi kuvvetinin birimi Newton’dur ve N olarak gösterilir.

XVII. yüzyılın başlarında İtalyan astronom Galileo Galilei, tüm nesnelerin Dünya’nın merkezine doğru eşit bir şekilde hızlandığını keşfetmiştir. İngiliz matematikçi Isaac Newton, 1687 tarihli çığır açan çalışmasında yerçekimi yasalarının ilk keşfini yapmıştır.

Yerçekimi, herhangi bir nesne üzerindeki etkisi kolayca gözlemlenebildiği için temel bir kuvvet olarak kabul edilir. Dolayısıyla, kütleçekim kuvveti kütlesi olan her nesneye etki eder. Yani kütleçekim kuvveti temel bir kuvvettir. Nesneler arasında temas olmadığından, yerçekimi kuvveti temassızdır. Cismin hareket ettiği yörüngenin merkezine odaklandığı için merkezcildir. Cismin yörüngesini korumaktan sorumludur. Dönen cisim tarafından merkezden uzağa doğru bir çekme hissedilir. Bu çekmeye neden olan şey merkezkaç kuvvetidir. Tüm temel kuvvetler arasında yerçekimi kuvveti en zayıf olanıdır.

Fizikte yerçekimi, kütlesi olan her şey arasında karşılıklı çekime neden olan temel bir etkileşimdir. Kütleçekimi, dört temel etkileşimin açık ara en zayıfıdır; güçlü etkileşimden yaklaşık 10 üzeri 38 kat, elektromanyetik kuvvetten 10 üzeri 36 kat ve zayıf etkileşimden 10 üzeri 29 kat daha zayıftır. Sonuç olarak, atom altı parçacıklar düzeyinde önemli bir etkisi yoktur. Bununla birlikte, kütleçekimi makroskopik ölçekte nesneler arasındaki en önemli etkileşimdir ve gezegenlerin, yıldızların, galaksilerin ve hatta ışığın hareketini belirler.

Yerçekimi en doğru şekilde (Albert Einstein tarafından 1915 yılında önerilen) genel görelilik teorisi tarafından tanımlanır; bu teori yerçekimini bir kuvvet olarak değil, kütlenin eşit olmayan dağılımından kaynaklanan ve kütlelerin jeodezik çizgiler boyunca hareket etmesine neden olan uzayzamanın eğriliği olarak tanımlar. Uzayzamanın bu eğriliğinin en uç örneği, kara deliğin olay ufkunu geçtikten sonra hiçbir şeyin -ışık bile- kaçamayacağı bir kara deliktir. Bununla birlikte, çoğu uygulama için yerçekimi, Newton’un evrensel çekim yasası tarafından iyi bir şekilde açıklanmaktadır; bu yasa, yerçekimini, kütlelerinin çarpımıyla orantılı ve aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı olarak herhangi iki cismin birbirine doğru çekilmesine neden olan bir kuvvet olarak tanımlamaktadır.

F kuvvet, m1 ve m2 etkileşen cisimlerin kütleleri, r kütlelerin merkezleri arasındaki mesafe ve G yerçekimi sabiti.

Bir yüzyıldan fazla bir süre sonra, 1821’de, yerçekimi teorisi Neptün’ün varlığını tahmin etmek için kullanıldığında daha da büyük bir önem kazanmıştır. Aynı yıl, Fransız astronom Alexis Bouvard bu teoriyi Uranüs’ün yörüngesini modelleyen bir tablo oluşturmak için kullanmış ve bu tablonun gezegenin gerçek yörüngesinden önemli ölçüde farklı olduğunu göstermiştir. Bu tutarsızlığı açıklamak için birçok gökbilimci Uranüs’ün yörüngesinin ötesinde yörüngesini bozan büyük bir cisim olabileceğini düşünmüştür. 1846 yılında John Couch Adams ve Urbain Le Verrier adlı astronomlar Newton yasalarını kullanarak Neptün’ün gece gökyüzündeki yerini tahmin ettiler ve gezegen bir gün içinde keşfedilmiş oldu.

Isaac Newton’un yerçekimi yasası güneş sisteminin davranışını açıklamakta çok iyi iş gördüğünden, yeni bir yerçekimi teorisi geliştirmenin neden gerekli olduğu sorusu ortaya çıkmaktadır. Bu sorunun yanıtı, Newton’un teorisinin özel göreliliği ihlal etmesidir, çünkü Güneş ve Dünya gibi herhangi iki nesnenin birbirinden ne kadar uzakta olursa olsun birbirini anlık olarak çekmesini sağlayan belirtilmemiş bir “uzakta eylem” gerektirmektedir. Bununla birlikte, anlık tepki yerçekimsel etkileşimin sonsuz hızda yayılmasını gerektirir ki bu da özel görelilik tarafından engellenir.

Pratikte bu, güneş sistemimizi tanımlamak için büyük bir sorun değildir, çünkü Newton’un yasası ışıkla karşılaştırıldığında yavaş hareket eden nesneler için geçerli cevaplar verir. Bununla birlikte, Newton’un teorisi kavramsal olarak özel görelilikle uzlaştırılamadığından, Einstein kütle çekimini anlamanın yeni bir yolu olarak genel göreliliğin geliştirilmesine yönelmiştir.

“Bern’deki patent ofisimde bir sandalyede oturuyordum. Birden aklıma bir düşünce geldi: Eğer bir adam serbestçe düşerse, ağırlığını hissetmez. Şaşırmıştım. Bu basit düşünce deneyi üzerimde derin bir etki bıraktı. Bu beni yerçekimi teorisine götürdü.”

Einstein, Newton’un zamanında bilinen ilginç bir gerçeği ima ediyordu: Bir cismin kütlesi ne olursa olsun, Dünya’ya doğru saniyenin karesi başına 9,8 metrelik aynı ivmeyle (hava direncini göz ardı ederek) düşer. Newton bunu iki tür kütle varsayarak açıkladı: harekete direnen ve genel hareket yasalarına giren eylemsiz kütle ve yerçekimi kuvveti denklemine giren yerçekimsel kütle. Eğer bu iki kütle eşitse, tüm cisimlerin aynı yerçekimi ivmesiyle düşeceğini göstermiştir.

Ancak Einstein daha derin bir şeyin farkına varmıştır. Kablosu kopmuş bir asansörde duran bir kişi, kabin Dünya’ya doğru serbestçe düşerken kendini ağırlıksız hisseder. Bunun nedeni, hem kendisinin hem de asansörün aşağıya doğru aynı oranda ivmelenmesi ve dolayısıyla tam olarak aynı hızda düşmesidir; dolayısıyla, asansörün dışına çıkıp çevresine bakmadıkça, aşağıya doğru çekildiğini belirleyemez. Aslında, bir yerçekimi alanı içinde olduğunu belirlemek için kapalı düşen bir asansörün içinde yapabileceği hiçbir deney yoktur. Eğer elinden bir topu bırakırsa, top aynı hızla düşecek ve bıraktığı yerde kalacaktır. Ve eğer topun zemine doğru battığını görürse, bunun nedeninin topu aşağı çeken bir yerçekimi alanı içinde hareketsiz kalması mı yoksa bir kablonun asansörü yukarı çekerek zeminin topa doğru yükselmesi mi olduğunu anlayamaz.

Einstein bu fikirleri, genel göreliliğin temeli olan aldatıcı derecede basit eşdeğerlik ilkesinde ifade etmiştir: yerel ölçekte – yani belirli bir sistem içinde, diğer sistemlere bakmadan – yerçekiminden kaynaklanan fiziksel etkiler ile ivmeden kaynaklananları ayırt etmek imkansızdır.

Einstein’ın yerçekimi görüşünün tek özelliği geometrik doğasıdır. (Ayrıca bkz. Geometri: Gerçek dünya.) Newton yerçekiminin bir kuvvet olduğunu düşünürken, Einstein yerçekiminin uzay-zamanın şeklinden kaynaklandığını göstermiştir.

Analoji, uzay-zamanı deforme olabilen bir kauçuk levha olarak düşünmekle başlar. Yıldızlar gibi büyük kozmik nesnelerden uzak herhangi bir bölgede uzay-zaman kavisli değildir, yani lastik tabaka tamamen düzdür. Eğer bir ışık ışını ya da bir test cismi göndererek o bölgedeki uzay-zamanı araştıracak olsaydık, hem ışın hem de cisim, bir çocuğun bilyesinin lastik tabaka üzerinde yuvarlanması gibi, mükemmel düz çizgiler halinde hareket ederdi.

Ancak, büyük bir cismin varlığı uzay-zamanı büker, sanki bir gülle kauçuk tabakanın üzerine yerleştirilerek fincan benzeri bir çöküntü yaratılmış gibi. Benzetmede, çöküntünün yakınına yerleştirilen bir bilye, sanki bir kuvvet tarafından çekiliyormuş gibi gülleye doğru eğimden aşağı yuvarlanır. Buna ek olarak, bilye yana doğru itilirse, sanki bilyeye doğru sabit bir çekme kuvveti bilyeyi kapalı bir yola doğru sallıyormuş gibi, güllenin etrafında bir yörünge tanımlayacaktır.

Bu şekilde, bir yıldızın yakınındaki uzay-zamanın eğriliği en kısa doğal yolları ya da jeodezikleri tanımlar; tıpkı Dünya üzerindeki herhangi iki nokta arasındaki en kısa yolun, bu eğri yüzey üzerinde inşa edilemeyen düz bir çizgi değil, büyük bir daire rotasının yayı olması gibi. Einstein’ın teorisinde uzay-zaman jeodezikleri ışığın sapmasını ve gezegenlerin yörüngelerini tanımlar. Amerikalı teorik fizikçi John Wheeler’ın ifadesiyle, madde uzay-zamana nasıl kıvrılacağını, uzay-zaman da maddeye nasıl hareket edeceğini söyler.

Zayıf Nükleer Kuvvet

Evrendeki temel bir kuvvet olan zayıf nükleer kuvvet, evrenimizi var eden en hayati işlevlerden bazılarında önemli bir rol oynamaktadır. O olmasaydı, bildiğimiz evren var olmazdı. Fizikteki en belirleyici özelliği ya da rolü, yıldızlara güç veren ve radyoaktivite yaratan reaksiyonlar gibi kritik nükleer reaksiyonlar için taşıdığı önemdir. Nötrinolar gibi önemli atom altı parçacıkların üretiminden ve tek başına nükleer füzyonla üretilemeyen demirden daha ağır elementlerin üretilmesinden sorumludur.

Zayıf nükleer kuvvet, yerçekimi kuvvetinden sonra en zayıf ikinci kuvvettir ve en kısa menzile sahip kuvvettir. İlk olarak 1899 yılında Ernest Rutherford tarafından keşfedilen beta bozunumunu açıklamak için geliştirilmiştir. Rutherford beta bozunumunun atomların bir tür parçacık yaymasını içerdiğini biliyordu ve ertesi yıl Antoine Henri Becquerel bu parçacıkların elektronlar olduğunu göstermiştir.

1911’de fizikçiler, bir atomun beta bozunumu sırasında yayılan elektronun enerjisinden daha fazla enerji kaybettiğini keşfettiler; burada kütle ve enerji Albert Einstein’ın özel görelilik teorisi ile ilişkilidir. Bu durum, beta bozunumunda enerji için başka bir çıkış noktası olduğunu ve Wolfgang Pauli’nin 1930’da yükü olmayan yeni bir parçacığın varlığını öngörmesine yol açtığını göstermektedir.

Enrico Fermi bu parçacığa nötrino adını vermiş ve 1933 yılında yayınladığı beta bozunumu teorisine dahil etmiştir. O zamana kadar atom çekirdeklerinin proton ve nötron içerdiği biliniyordu. Fermi, beta bozunumunda yayılan elektronların çekirdeğin yörüngesindeki elektron bulutundan gelmediğini göstermiştir. Elektronlar, çekirdekten yayılan yeni elektronlar olarak ortaya çıkıyor gibi görünmektedir.

Fermi zayıf kuvveti menzili olmayan, tamamen fiziksel temasa bağlı bir kuvvet olarak değerlendirmiştir. Beta bozunumu sırasında bir nötronun kendiliğinden bir protona dönüştüğünü ve bir elektron yaydığını, elektronun negatif yük, protonun ise pozitif yük taşıdığını göstermiştir. Beta bozunumunda yayılan ekstra parçacığın nötr yüklü antinötrino olduğunu tahmin etmiştir. Amerikalı fizikçiler Clyde Cowan ve Frederick Reines 1956’da beta bozunumu sırasında hem elektronların hem de antinötrinoların yayıldığını kanıtlamışlardır.

Fermi’nin teorisi diğer parçacıklara genişletilebilir ve müonların elektronlara ve nötrinolara bozunmasını tanımlayabilir – bunların hepsinin daha sonra kuark olmayan lepton temel fermiyonlar olduğu gösterilmiştir. Fermi elektron ve antinötrino emisyonunun yüklü bir parçacık tarafından foton emisyonuyla karşılaştırılabilir olduğunu gösterdi.

Beta bozunumu, atom çekirdeğini bir arada tutmaktan sorumlu olan güçlü nükleer kuvvetle açıklanamaz, çünkü bu kuvvet elektronları etkilemez. Elektromanyetik kuvvetle de açıklanamaz, çünkü bu kuvvet nötronları etkilemez ve yerçekimi kuvveti de bundan sorumlu olamayacak kadar zayıftır. Bu yeni atomik kuvvet, güçlü nükleer kuvvet kadar güçlü olmadığından, zayıf nükleer kuvvet olarak adlandırılmıştır.

Elektromanyetik Kuvvet

Atom ve moleküllerin etkileşimlerindeki baskın kuvvettir. Elektromanyetizma, iki farklı ancak iç içe geçmiş fenomen olan elektrostatik ve manyetizmanın bir kombinasyonu olarak düşünülebilir. Elektromanyetik kuvvetler herhangi iki yüklü parçacık arasında meydana gelir, zıt yüklü parçacıklar arasında bir çekime ve aynı yüklü parçacıklar arasında itmeye neden olurken, manyetizma yalnızca göreceli hareket halindeki yüklü parçacıklar arasında meydana gelen bir etkileşimdir. Bu iki etki birleşerek yüklü parçacıkların çevresinde elektromanyetik alanlar yaratır ve bu da Lorentz kuvveti aracılığıyla diğer yüklü parçacıkları hızlandırabilir. Yüksek enerjide, zayıf kuvvet ve elektromanyetik kuvvet tek bir elektrozayıf kuvvet olarak birleşir.

Elektromanyetik kuvvet, günlük hayatta gözlemlenen kimyasal ve fiziksel olayların çoğundan sorumludur. Atom çekirdekleri ve elektronları arasındaki elektrostatik çekim atomları bir arada tutar. Elektrik kuvvetleri aynı zamanda farklı atomların, yaşamın temelini oluşturan proteinler gibi makromoleküller de dahil olmak üzere moleküller halinde birleşmesini sağlar. Bu arada, elektronların spin ve açısal momentum manyetik momentleri arasındaki manyetik etkileşimler de kimyasal reaktivitede rol oynar; bu tür ilişkiler spin kimyasında incelenir. Elektromanyetizma modern teknolojide de önemli bir rol oynar: elektrik enerjisi üretimi, dönüşümü ve dağıtımı; ışık, ısı ve ses üretimi ve tespiti; fiber optik ve kablosuz iletişim; sensörler; hesaplama; elektroliz; elektrokaplama; ve mekanik motorlar ve harekete geçiriciler.

Başlangıçta elektrik ve manyetizmanın iki ayrı kuvvet olduğu düşünülüyordu. Bu görüş, James Clerk Maxwell’in 1873 tarihli A Treatise on Electricity and Magnetism (Elektrik ve Manyetizma Üzerine Bir İnceleme) adlı eserinin yayınlanmasıyla değişmiş, bu eserde pozitif ve negatif yüklerin etkileşimlerine tek bir kuvvetin aracılık ettiği gösterilmiştir. Bu etkileşimlerden kaynaklanan dört ana etki vardır ve bunların hepsi deneylerle açıkça gösterilmiştir:

• Elektrik yükleri, aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı bir kuvvetle birbirlerini çeker ya da iter: zıt yükler çeker, benzer yükler iter.
• Manyetik kutuplar (ya da ayrı noktalardaki kutuplaşma durumları) pozitif ve negatif yüklere benzer bir şekilde birbirlerini çeker ya da iter ve her zaman çiftler halinde bulunurlar: her kuzey kutbu bir güney kutbuna bağlıdır.
• Bir telin içindeki elektrik akımı, telin dışında buna karşılık gelen çevresel bir manyetik alan yaratır. Bu alanın yönü (saat yönünde ya da saat yönünün tersinde) teldeki akımın yönüne bağlıdır.
• Bir tel halkası bir manyetik alana doğru veya ondan uzağa hareket ettirildiğinde veya bir mıknatıs ona doğru veya ondan uzağa hareket ettirildiğinde bir akım oluşur; akımın yönü hareketin yönüne bağlıdır

Elektrik, genellikle tel gibi bir iletken aracılığıyla elektrik yükünün akışını ifade eder. Elektrik yükünün hareketi bir manyetik alan yaratır ve elektrik yükleri ile manyetik alanlar arasındaki etkileşim elektromanyetik kuvveti ortaya çıkarır. Elektromanyetik kuvvet, elektronlar ve protonlar gibi elektrik yüklü parçacıklar arasındaki etkileşimlerin yanı sıra elektrik ve manyetik alanların davranışını tanımlayan temel bir doğa kuvvetidir.

Özünde elektrik, elektrik yükünün hareketinden kaynaklanan bir olguyken, elektromanyetik kuvvet elektrik yüklü parçacıklar arasındaki etkileşimleri tanımlayan temel bir kuvvettir. İkisi birbiriyle yakından ilişkili olsa da, elektrik ve elektromanyetik kuvvet iki farklı şeydir ve eşanlamlı olarak düşünülmemelidir.

Güçlü Nükleer Kuvvet

Güçlü kuvvet, maddenin atom altı parçacıkları arasında etkili olan temel bir doğa etkileşimidir. Güçlü kuvvet kuarkları kümeler halinde birbirine bağlayarak protonlar ve nötronlar gibi daha tanıdık atom altı parçacıkları oluşturur. Aynı zamanda atom çekirdeğini bir arada tutar ve kuark içeren tüm parçacıklar arasındaki etkileşimlerin temelini oluşturur.

Güçlü kuvvet, renk olarak bilinen bir özellikten kaynaklanır. Kelimenin görsel anlamıyla renkle hiçbir bağlantısı olmayan bu özellik, bir şekilde elektrik yüküne benzer. Elektrik yükünün elektromanyetizmanın ya da elektromanyetik kuvvetin kaynağı olması gibi, renk de güçlü kuvvetin kaynağıdır. Elektronlar ve diğer leptonlar gibi renksiz parçacıklar güçlü kuvveti “hissetmezler”; başta kuarklar olmak üzere renkli parçacıklar ise güçlü kuvveti “hissederler”. Güçlü etkileşimleri açıklayan kuantum alan teorisi olan kuantum kromodinamiği, adını rengin bu merkezi özelliğinden alır.

Protonlar ve nötronlar, her biri üç olası renk değerinden (kırmızı, mavi ve yeşil) birine sahip üç kuark içeren bir parçacık sınıfı olan baryonlara örnektir. Kuarklar ayrıca pi mezonları ve K mezonları gibi mezonları oluşturmak için antikuarklarla (zıt renge sahip antiparçacıkları) birleşebilir. Baryonlar ve mezonların hepsinin net rengi sıfırdır ve güçlü kuvvetin yalnızca sıfır renkli kombinasyonların var olmasına izin verdiği görülmektedir. Örneğin, yüksek enerjili parçacık çarpışmalarında tek tek kuarkları yok etme girişimleri, yalnızca yeni “renksiz” parçacıkların, özellikle de mezonların yaratılmasıyla sonuçlanır.

Güçlü etkileşimlerde kuarklar, güçlü kuvvetin taşıyıcıları olan gluonları değiş tokuş ederler. Gluonlar, fotonlar (elektromanyetik kuvvetin haberci parçacıkları) gibi, bir birim içsel spine sahip kütlesiz parçacıklardır. Ancak, elektrik yüklü olmayan ve bu nedenle elektromanyetik kuvveti hissetmeyen fotonların aksine, gluonlar renk taşırlar, bu da güçlü kuvveti hissettikleri ve kendi aralarında etkileşime girebilecekleri anlamına gelir. Bu farklılığın bir sonucu, kısa menzili içinde (yaklaşık 10-15 metre, kabaca bir proton veya nötronun çapı), güçlü kuvvetin, diğer kuvvetlerin aksine, mesafeyle birlikte güçleniyor gibi görünmesidir.

İki kuark arasındaki mesafe arttıkça, aralarındaki kuvvet de tıpkı iki ucu birbirinden ayrılan bir elastik parçasındaki gerilim gibi artar. Sonunda elastik kırılacak ve iki parça ortaya çıkacaktır. Kuarklarda da benzer bir şey olur, çünkü yeterli enerji ile bir kümeden “çekilen” bir kuark değil, bir kuark-anti kuark çiftidir. Böylece, kuarklar her zaman gözlemlenebilir mezon ve baryonların içinde kilitlenmiş gibi görünürler, bu da hapsolma olarak bilinen bir olgudur. Bir protonun çapıyla karşılaştırılabilir mesafelerde, kuarklar arasındaki güçlü etkileşim elektromanyetik etkileşimden yaklaşık 100 kat daha büyüktür.