Không phải trường hợp mọi quark trong vũ trụ đều hút mọi quark khác theo cách thức độc lập về khoảng cách trên. Sự hạn chế màu ngụ ý rằng lực mạnh chỉ tác động mà không làm giảm khoảng cách giữa các cặp quark và rằng trong tập hợp các quark liên kết ( hadron ), điện tích màu thực của các quark về cơ bản bị hủy bỏ, dẫn đến giới hạn hoạt động của các lực lượng. Do đó, tập hợp các hạt quark (hadron) gần như không có điện tích màu, và lực mạnh do đó gần như không có giữa các hạt hadron đó. Tuy nhiên, việc hủy bỏ không hoàn toàn hoàn hảo và vẫn còn một lực lượng dư (mô tả bên dưới). Lực dư này giảm đi nhanh chóng theo khoảng cách, và do đó có phạm vi rất ngắn (hiệu quả là một vài femto). Nó biểu hiện như một lực giữa các hạt hadron "không màu", và đôi khi được gọi là lực hạt nhân mạnh hoặc đơn giản là lực hạt nhân .

Hình ảnh động về sự tương tác của lực hạt nhân (hoặc lực mạnh dư) giữa một proton và một neutron. Các vòng tròn đôi nhỏ có màu là gluon, có thể thấy chúng liên kết proton và neutron với nhau. Các gluon này cũng giữ tổ hợp quark / phản quark được gọi là pion với nhau, và do đó giúp truyền một phần dư của lực mạnh ngay cả giữa các hạt hadron không màu. Anticolors được hiển thị theo sơ đồ này . Để có phiên bản lớn hơn, bấm vào đây

Lực hạt nhân tác động giữa các hạt hadron, được gọi là meson và baryon . "Lực mạnh dư" này, tác động gián tiếp, truyền các gluon tạo thành một phần của π ảo và ρ meson, đến lượt nó, truyền lực giữa các nucleon giữ hạt nhân (ngoài protium ) với nhau.

Do đó, lực mạnh dư là phần dư nhỏ của lực mạnh liên kết các quark với nhau thành proton và neutron. Lực tương tự này yếu hơn nhiều giữa neutron và proton, bởi vì nó chủ yếu bị trung hòa bên trong chúng, giống như lực điện từ giữa các nguyên tử trung hòa (lực van der Waals ) yếu hơn nhiều so với lực điện từ giữ electron liên kết với hạt nhân., tạo thành các nguyên tử. [9]

Không giống như các lực lượng mạnh riêng của mình, lực lượng mạnh dư giảm sức mạnh, và nó trong thực tế giảm nhanh chóng khi khoảng cách tăng lên. Sự giảm xuống gần như là một lũy thừa âm của khoảng cách, mặc dù không có biểu thức đơn giản nào được biết về điều này; nhìn thấy tiềm năng của Yukawa . Sự giảm nhanh theo khoảng cách của lực dư hấp dẫn và sự giảm ít nhanh hơn của lực đẩy điện từ tác dụng giữa các proton trong hạt nhân, gây ra sự mất ổn định của các hạt nhân nguyên tử lớn hơn, chẳng hạn như tất cả những hạt có số nguyên tử lớn hơn 82 (nguyên tố chì).

Mặc dù lực hạt nhân yếu hơn lực tương tác mạnh, nhưng nó vẫn có năng lượng cao: sự chuyển tiếp tạo ra tia gamma . Khối lượng của một hạt nhân khác đáng kể so với tổng khối lượng của các nucleon riêng lẻ. Sự khiếm khuyết khối lượng này là do thế năng liên kết với lực hạt nhân. Sự khác biệt giữa khuyết tật khối lượng năng lượng tổng hợp hạt nhân và phân hạch hạt nhân .