Atomi sisältää protoneja, neutroneja ja elektronit. Atomin ydin koostuu sitoutuneista protoneista ja neutroneista (nukleoneista). Negatiivisesti varautuneet elektronit vetoavat positiivisesti varautuneisiin protoneihin ja putoavat ytimen ympärille, aivan kuten satelliitti houkuttelee maan painovoimaa. Positiivisesti varautuneet protonit hylkivät toisiaan, eivätkä ne ole sähköisesti vetovoimaisia tai hylättyjä neutraaliin neutronit, joten saatat ihmetellä, kuinka atominen ydin tarttuu yhteen ja miksi protonit eivät lentää pois.
Selitys miksi protonit ja neutronit tarttuvat toisiinsa, tunnetaan nimellä "voimakas voima". Vahva voima tunnetaan myös nimellä vahva vuorovaikutus, värivoima tai voimakas ydinvoima. Vahva voima on paljon voimakkaampi kuin protonien välinen sähköinen heijastus, mutta partikkelien on kuitenkin oltava lähellä toisiaan, jotta ne tarttuisivat toisiinsa.
Kuinka vahva voima toimii
Protonit ja neutronit koostuvat pienemmistä subatomisista hiukkasista. Kun protoneja tai neutronit pääsevät riittävän lähelle toisiaan, ne vaihtavat hiukkasia (mesoneja) sitoen ne yhteen. Kun ne on sidottu, niiden erottaminen vie huomattavasti energiaa. Protonien tai neutronien lisäämiseksi nukleonien on joko liikuttava suurella nopeudella tai ne on pakotettava yhdessä suuressa paineessa.
Vaikka voimakas voima voittaa sähköstaattisen heijastusvoiman, protonit torjuvat toisiaan. Tästä syystä neutronien lisääminen atomiin on yleensä helpompaa kuin protonien lisääminen.