Tugev jõud, looduse fundamentaalne interaktsioon, mis toimib mateeria subatomiliste osakeste vahel. Tugev jõud seob kvarke klastrites kokku, et saada paremini tuttavaid subatomaalseid osakesi, nagu prootonid ja neutronid. Samuti hoiab see koos aatomituuma ja on kõigi kvarke sisaldavate osakeste vastastikmõju aluseks.
subatomiline osake: tugev jõud
Ehkki tabavalt nimetatud tugev jõud on kõigist põhilistest vastasmõjudest tugevaim, on see, nagu nõrk jõud, lühiajaline ja
Tugev jõud pärineb omadusest, mida tuntakse värvi all. See omadus, millel pole selle visuaalses tähenduses värviga mingit seost, on mõnevõrra analoogne elektrilaenguga. Nii nagu elektrilaeng on elektromagnetilisuse ehk elektromagnetilise jõu allikas, on ka tugeva jõu allikaks värv. Värvuseta osakesed, nagu elektronid ja muud leptonid, ei tunne tugevat jõudu; värviosakesed, peamiselt kvargid, tunnevad tugevat jõudu. Kvantkromodünaamika, tugevat vastasmõju kirjeldav kvantvälja teooria, võtab oma nime sellest värvuse kesksest omadusest.
Prootonid ja neutronid on näited barüoonidest, osakeste klassist, mis sisaldavad kolme kvarki, millest igaühel on üks kolmest võimalikust värviväärtusest (punane, sinine ja roheline). Kvarke võib kombineerida ka antikvarkadega (nende antiosakestega, millel on vastupidine värv), et moodustada mesone, nagu pi mesonid ja K mesonid. Baryonide ja mesonite netovärv on null ja tundub, et tugev jõud võimaldab eksisteerida ainult nullvärviga kombinatsioonidel. Püüdes näiteks suure energiaga osakestega kokkupõrgetes üksikuid kvarke välja lüüa, tekivad ainult uued „värvitud“ osakesed, peamiselt mesoonid.
Tugevas vastasmõjus vahetavad kvargid glüoone, tugeva jõu kandjaid. Gluonid, nagu ka footonid (elektromagnetilise jõu kandjaosakesed), on massitu osakesed, millel on terve sisemine tsentrifuug. Erinevalt footonitest, mis ei ole elektrilaengud ja ei tunne seetõttu elektromagnetilist jõudu, kannavad gluoonid värvi, mis tähendab, et nad tunnevad tugevat jõudu ja saavad omavahel suhelda. Selle erinevuse üks tulemus on see, et lühikese ulatuse (umbes 10–15 meetrit, umbes prootoni või neutroni läbimõõduga) korral näib tugev jõud erinevalt teistest jõududest kaugusega tugevnevat.
Kui kahe kvargi vaheline kaugus suureneb, suureneb nendevaheline jõud pigem siis, kui pingutus toimub elastses tükis, kui selle kaks otsa tõmmatakse lahku. Lõpuks puruneb elastne, saades kaks tükki. Midagi sarnast juhtub kvarkidega, sest piisava energiaga ei ole klastrist mitte üks kvar, vaid kvari-antiikpark. Seega näib, et kvargid on alati lukustatud jälgitavate mesoonide ja baroononite sees - seda nähtust nimetatakse kinniseks. Prootonite läbimõõduga võrreldavatel vahemaadel on kvarkide tugev interaktsioon umbes 100 korda suurem kui elektromagnetiline interaktsioon. Väiksemate vahemaade järel aga tugev kvarkidevaheline jõud nõrgeneb ja kvargid hakkavad käituma nagu iseseisvad osakesed, seda efekti nimetatakse asümptootiliseks vabaduseks.
