Lyhyesti sanottuna, fyysikot ovat juuri nyt varmoja sanoessaan, että tapahtuu neljä perustavanlaatuista asiaa:

1. Protonit ja neutronit tarttuvat yhteen. (”Vahva ydinvuorovaikutus”.)
2. Neutronit joskus ”hajoavat” protoniksi, elektroniksi ja antineutriinoksi. Joskus tämä voi tapahtua myös päinvastoin. (”Heikko ydinvuorovaikutus”, tunnetaan myös nimellä ”beetahajoaminen” tai ”radioaktiivisuus”.)
3. Positiiviset varaukset hylkivät toisia positiivisia varauksia ja vetävät puoleensa negatiivisia varauksia. (”Sähkömagneettinen vuorovaikutus”, joka tunnetaan myös nimillä ”kemia” ja ”valo”.)
4. Tavarat putoavat alas. (”Gravitaatiovuorovaikutus”.)

(Sanoin, että nämä ovat ”jokapäiväisen voimakkuuden vähenemisen” mukaisessa järjestyksessä, mutta se ei ole kovin tarkkaa ottaen huomioon, että nämä asiat skaalautuvat eri tavalla etäisyyden jne. myötä. Mutta tämä on karkea järjestys, jossa sinun pitäisi ajatella sinua kiinnostavaa ongelmaa.)

Kaikki muu, mihin olet tottunut, johtuu näistä neljästä perustavanlaatuisesta vuorovaikutuksesta. Esimerkiksi kun istut tuolilla, salaa sinua ylhäällä pitävä voima on ytimien ympärillä olevien elektronipilvien toisiaan hylkiviä voimia, joten tämä on pääasiassa ”sähkömagneettisia” voimia, jotka vastustavat sinua alaspäin vetäviä ”gravitaatiovoimia”.

Tässä on myös pieni vivahde, jota nämä 4 vuorovaikutusta eivät täysin kata, mutta jokainen fyysikko tuntee sen: se sanoo, että ”kaksi identtistä hiukkasta ei voi pysyä identtisessä tilassa”. Tämä tarkoittaa yleensä sitä, että näiden hiukkasten on vallattava yhä korkeamman energian tiloja. On käynyt ilmi, että suuri osa jaksollisen järjestelmän rakenteesta perustuu tähän sääntöön! Tämä sääntö sanoo viime kädessä, että lisättävien sarakkeiden lukumäärän (kun lisätään sarakkeita jaksolliseen järjestelmään) on oltava kaksi kertaa seuraava pariton luku: näet siis, että aloitamme lisäämällä 2 saraketta, sitten lisäämme 6 saraketta, sitten lisäämme 10 saraketta, sitten lisäämme 14 saraketta; fysiikka sanoo, että seuraava lisättävien sarakkeiden lukumäärä olisi 18, ja että kuvio on nähtävissä, kun jaetaan kahdella, lisätään ensin yksi pari, sitten kolme paria, sitten viisi paria, sitten seitsemän paria: kasvavat parittomat luvut. Ja tämä johtuu vain siitä, että jokaisen uuden elektronin täytyy a) kiertää kauempana ja b) mahdollisesti pyöriä nopeammin.

Siten kun ydin kasvaa ja kasvaa, tapahtuu samanlainen tarina. Neutronit ja protonit tekevät yhteistyötä vahvan ydinvuorovaikutuksen takia. Ne, kuten käy ilmi, tykkäävät todella tarttua toisiinsa! Mutta sitten astuu voimaan toinen vaikutus: jos ytimessä on liikaa protoneja, niiden on oltava ytimessä todella spinillisissä korkean energian tiloissa, koska matalamman energian tilat ovat jo muiden protonien miehittämiä! Mutta on olemassa alemman energian neutronitiloja, jotka ovat miehittämättömiä. Jossain vaiheessa tulee energeettisesti edulliseksi, että protoni hajoaa käänteisesti beetahajoavaksi positroniksi ja neutroniksi ja neutriinoksi, jolloin neutroni voi pudota tuohon matalan energian tilaan.

Se on siis se, mitä neutronit tekevät ytimessä: ne ovat ”suunnilleen yhtä tarttuvia” kuin protonit, mutta ne ovat erilaisia hiukkasia, jotka voivat miehittää muita tiloja.

Nyt saatat myös ajatella, että ”voi, nuo protonit hylkivät toisiaan myös sähkömagneettisen vuorovaikutuksen takia”. Ja se on totta, mutta se on heikompi vaikutus kuin kumpikaan näistä. Tuo vaikutus periaatteessa tasapainottuu tietyllä atomiluvulla, joka sattuu olemaan rauta. Vahva ydinvoima ajaa kaikkia pienempiä atomeja enemmän siihen, että ne haluavat ”sulautua” yhteen suuremmiksi atomeiksi, jotka yrittävät olla rautaa. Ja kaikkia isompia atomeja ajaa enemmän sähkömagneettinen repulsio haluamaan ”fissioitua” pienemmiksi atomeiksi. (Mutta tietysti siihen asti, kunnes päästään uraanin kaltaisiin luontaisesti epävakaisiin atomilukuihin, voi edelleen olla pieniä vakaita tiloja rautaa suuremmista atomeista, joissa jos ammutaan neutroni ytimeen, se saattaa hajota, mutta tällä hetkellä se jiggailee turvallisesti ympäriinsä.)

Katso myös: Wikipedian artikkelit stabiileista nuklideista ja ydinsidosenergioista.