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磁力更强的力，即「核力」（或强力）。经过大量的实验，人们发现核力的两个特性：

1）核力的力程很短，只有在原子核内部才能有明显的作用，或者说，只有当质子中子之间的距离达到10^{-15}米这个尺度下，才会出现明显的核力作用；

2）核力的大小与电荷无关，即质子-质子、质子-中子、中子-中子之间的核力没有什么差别。

根据这些结果，1935年，日本物理学家汤川秀树通过与电磁力对比，提出了核力的理论。

图3：汤川秀树，1907。1。23–1981。9。8

用于描述电磁相互作用的量子理论——量子电动力学（QED）认为，电子、质子等带电粒子之间的电磁吸引或者排斥力，是通过交换光子实现的，而光子的静质量为零，这就导致电磁力的力程是无穷远的，用公式来说，就是静电势能与距离成反比的：

V（r）simfrac{1}{r}

类比电磁理论，汤川秀树认为核力也应该有一个媒介粒子来传递的，他称之为π介子，而核力力程很短，这就说明π介子的质量不为零，而且质量很大。因为一个不为零的媒介粒子提供的势能与距离的关系为：

V（r）sim{frac{1}{r}e}^{-r/R}

其中R与媒介粒子的质量成反比：R~1/m，又因为式子中有一个指数因子，所以质量越大，势能随距离就降低的越快，如下图所示：

图4：汤川势与距离、质量的关系

当时所知核力的力程大约为10^{-15}米的量级，因此就可以估计出π介子的质量大约为m_{pi}≈100text{MeV}-200text{MeV}[4]。

1947年，英国物理学家C。F。Powell在宇宙线中发现观察到了π介子，测到其质量大约为140text{MeV}，跟汤川的理论预测的结果相符。随后的研究表明，π介子与原子核有强烈的相互作用，因此确认π介子就是传递核力的粒子。π介子一共有三种：带正电的π^+、带负电的π^-以及不带电的π^0。

根据前面所述，质子和中子的性质其实很接近，尤其是在核力中的表现，除了质子和中子的电荷不一样，但是电荷不影响核力。因此，可以认为质子和中子是同一种粒子（称为「核子」N）的不同带电状态，同样地，π^+、π^-、π^0也被看做是π介子的