Jaka nuklearna sila, također poznata kao snažna interakcija, najjača je sila u svemiru, 1038 puta jača od gravitacije i 100 puta jača od elektromagnetske sile. Jedina kvaka je u tome što djeluje samo na ljestvici duljine atomske jezgre, brzo padajući na veće udaljenosti.
Jaka nuklearna sila je ono što se oslobađa tijekom nuklearnih reakcija, onih koje se događaju na Suncu, nuklearnim elektranama i nuklearnim bombama. Jaka sila opisana je zakonima kvantne kromodinamike, dijelom Standardnog modela fizike čestica, koji je razvijen 1970-ih. Nobelovu nagradu za fiziku 2004. dobili su David Politzer, Frank Wilczek i David Gross.
Jaka sila se zapravo ne javlja izravno između protona i neutrona u jezgri, već u manjim kvarkovima koji ih čine. Silu posreduju fundamentalne čestice zvane gluoni, nazvane po načinu na koji lijepe kvarkove. Svaki proton ili neutron se sastoji od tri kvarka. Međunukleonska sila koja drži jezgru na okupu poznata je kao nuklearna sila ili rezidualna jaka sila, jer je to samo učinak drugog reda istinske jake sile, koja drži zajedno njihove sastavne kvarkove.
Jaka sila ima svojstvo zvano asimptotička sloboda, što znači da kako se kvarkovi zbližavaju, snaga smanjuje snagu, asimptotski se približava nuli. Suprotno tome, kako se kvarkovi dalje udaljavaju, sila postaje jača. Neuspješno pronalaženje slobodnih kvarkova smatra se da nijedan fenomen u svemiru, osim možda crnih rupa, nije sposoban razdvojiti kvarkove jedan od drugog.
Teorije o jakoj sili proizašle su iz promatranja 1950-ih, kada su u mjehurićima opažene različite fundamentalne čestice zvane “zoološki vrt čestica”. Ovaj spektar čestica zahtijevao je objašnjenja za njihova svojstva temeljena na elegantnoj teoriji njihovih temeljnih sastojaka. Dostavljena je teorija kvantne elektrodinamike (QED), pružajući najprecizniju poznatu kvantitativnu znanstvenu teoriju. Međutim, dobro je poznata činjenica da QED nije potpun, jer nije kompatibilan s trenutno najboljom teorijom gravitacije, općom relativnošću. Fizičari nastavljaju tražiti matematičko ujedinjenje QED-a i opće teorije relativnosti.
Pretpostavlja se da mogu postojati kvarkove zvijezde, varijante neutronskih zvijezda iznimno velike gustoće s takvim gravitacijskim pritiskom da se pojedini neutroni ne mogu razlikovati, a svi kvarkovi su spojeni u nešto što nalikuje jednom gigantskom neutronu, koje zajedno drži isključivo snažna sila i gravitacija. Međutim, postojanje kvarkovih zvijezda tek treba biti definitivno potvrđeno.