Sabemos que los protones en un núcleo están cargados positivamente, mientras que los neutrones no poseen carga; también sabemos que las cargas diferentes se atraen. Entonces, ¿por qué el núcleo permanece intacto, aunque se supone que no hay ninguna fuerza de atracción electrostática en su interior? En cambio, ¿por qué no hay repulsión entre los protones que tienen la misma carga?
Respuesta corta: la fuerza nuclear fuerte.
La fuerza nuclear fuerte une a los nucleones (protones y neutrones). Es una fuerza de muy corto alcance, por lo que solo actúa a distancias de la escala de los núcleos atómicos. Hay repulsión entre los protones, por lo que, a medida que aumenta el número de protones, se requieren más y más neutrones para estabilizar el núcleo (observe cómo aumenta la masa atómica en relación con el número atómico en una tabla periódica). Más nucleones (protones y neutrones) significan una fuerza más intensa, y más neutrones significan más espacio entre los protones, lo que reduce la repulsión. Juntos, estos efectos pueden producir un núcleo estable.
Estable aquí es un término relativo, ya que la descomposición nuclear ocurre para muchos isótopos en los que el número particular de protones y neutrones no es estable a largo plazo (a veces muy largo). Todos los elementos por encima del plomo en la tabla periódica tienen demasiados protones y son todos radiactivos, ya que ningún número de neutrones es capaz de estabilizar completamente los átomos contra la descomposición nuclear. Esto es en parte el resultado de la repulsión protón-protón a la que te refieres.
La fuerza fuerte también se conoce como la fuerza del color que mantiene unidos a los quarks mediante el intercambio de gluones. La fuerza que mantiene unidos a los protones y los neutrones también puede denominarse fuerza de color residual. Otros nombres que también he escuchado son fuerza nuclear residual y fuerza fuerte residual.
http://hiperfísica.phy-astr.gsu.edu/hbase/forces/funfor.html#c2
PD. algunos cálculos se pueden hacer usando piones.
qmecanico