Aquí hay dos ejemplos clásicos para pensar.
Primero, el campo electrostático. Un electrón y un positrón son “libres” cuando están muy lejos el uno del otro. No sienten la presencia del otro. Convencionalmente, a esta distancia (es decir, en el infinito) establecemos la energía potencial en cero. A medida que el electrón y el positrón se acercan, se aceleran. Esta ganancia en energía cinética se produce a expensas de la energía potencial. Por lo tanto, la energía potencial es negativa cuando el electrón y el positrón están a una distancia finita entre sí. Y cuanto más cerca están, más energía potencial negativa hay. Para separar el electrón y el positrón y hacerlos “libres” nuevamente, necesita invertir energía.
Pero ahora piense en dos objetos conectados por un resorte de tensión. Cuando los objetos están cerca uno del otro, el resorte está suelto. No hay energía potencial entre los dos objetos. Son libres … hasta que la primavera esté bajo tensión. Luego, a medida que intentas separarlos, la primavera se somete a más y más tensión. Inviertes energía potencial mientras separas los objetos. Y (suponiendo que el resorte es un resorte ideal que nunca se rompe, nunca falla) cuanto más separe los objetos, más energía necesitará invertir. Esta energía se convierte en energía almacenada en la primavera (lista para ser liberada), es decir, energía potencial positiva.
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La interacción fuerte funciona como la primavera. Cuando los quarks están muy cerca uno del otro, hay muy poca fuerza que los mantenga unidos. Pero a medida que los separas, la fuerza requerida aumenta.
Digamos que tienes dos pesos conectados por un resorte, flotando en el espacio vacío. Gira este sistema. Los pesos están tratando de separarse, por lo que la primavera se estira. La masa total del sistema es ahora la suma de las masas de los pesos; sus respectivas energías cinéticas; y la energía potencial en forma de tensión en la primavera.
Esto es más o menos lo que les sucede a los quarks dentro de un protón o un neutrón. Al final, aproximadamente el 99% de la masa de protones es, de hecho, la energía potencial entre los quarks constituyentes debido al “resorte”, es decir, la interacción fuerte, mediada por gluones,.
