4 podstawowe siły fizyki

Podstawowe siły (lub podstawowe interakcje) fizyka są sposoby interakcji między poszczególnymi cząsteczkami. Okazuje się, że każdą zaobserwowaną interakcję we wszechświecie można rozbić i opisać tylko czterema (cóż, ogólnie czterema - więcej o tym później) rodzajami interakcji:

• Powaga
• Elektromagnetyzm
• Słaba interakcja (lub Słaba siła jądrowa)
• Silna interakcja (lub silna siła jądrowa)

Spośród sił podstawowych grawitacja ma najdalszy zasięg, ale jest najsłabsza w rzeczywistej wielkości.

Jest to czysto atrakcyjna siła, która dociera nawet przez „pustą” pustkę przestrzeni do rysowania dwie masy ku sobie. Utrzymuje planety na orbicie wokół Słońca i Księżyca na orbicie wokół Ziemi.

Grawitacja jest opisana pod teoria ogólnej teorii względności, który definiuje ją jako krzywiznę czasoprzestrzeni wokół obiektu masy. Ta krzywizna z kolei stwarza sytuację, w której ścieżka najmniejszej energii jest skierowana w stronę innego obiektu masy.

Elektromagnetyzm to oddziaływanie cząstek z ładunkiem elektrycznym. Naładowane cząstki w spoczynku oddziałują na siebie

Przez długi czas siły elektryczne i magnetyczne były uważane za różne siły, ale ostatecznie zostały one zjednoczone przez James Clerk Maxwell w 1864 r., zgodnie z równaniami Maxwella. W latach 40. elektrodynamika kwantowa skonsolidowała elektromagnetyzm z fizyką kwantową.

Elektromagnetyzm jest prawdopodobnie najbardziej rozpowszechnioną siłą w naszym świecie, ponieważ może wpływać na rzeczy w rozsądnej odległości i z dużą ilością siły.

Słaba interakcja jest bardzo silną siłą działającą na skalę jądra atomowego. Powoduje zjawiska takie jak rozpad beta. Skonsolidowano go z elektromagnetyzmem jako pojedynczą interakcję zwaną „interakcją elektro-słaba”. W słabej interakcji pośredniczy bozon W (istnieją dwa typy, W⁺ i W.^- bozony), a także bozon Z.

Najsilniejszą z sił jest trafnie nazwana silna interakcja, która jest siłą, która między innymi utrzymuje ze sobą nukleony (protony i neutrony). w atom helu, na przykład jest wystarczająco silny, aby powiązać dwa protony razem, chociaż ich dodatnie ładunki elektryczne powodują, że się odpychają.

W gruncie rzeczy silna interakcja pozwala cząsteczkom zwanym gluonem związać ze sobą kwarki, tworząc przede wszystkim nukleony. Gluony mogą również wchodzić w interakcje z innymi gluonami, co daje silną interakcję teoretycznie nieskończoną odległość, chociaż jej główne objawy są na poziomie subatomowym.

Wielu fizyków uważa, że ​​wszystkie cztery podstawowe siły są w rzeczywistości przejawami jednej podstawowej (lub zjednoczonej) siły, która musi dopiero zostać odkryta. Podobnie jak elektryczność, magnetyzm i słaba siła zostały zjednoczone w interakcji elektro-słabej, działają one w celu zjednoczenia wszystkich podstawowych sił.

Obecny interpretacja mechaniki kwantowej tych sił polega na tym, że cząsteczki nie oddziałują bezpośrednio, lecz raczej manifestują cząstki wirtualne, które pośredniczą w rzeczywistych oddziaływaniach. Wszystkie siły oprócz grawitacji zostały skonsolidowane w ten „standardowy model” interakcji.

Nazywa się wysiłek zjednoczenia grawitacji z pozostałymi trzema podstawowymi siłami grawitacja kwantowa. Postuluje on istnienie wirtualnej cząstki zwany grawitonem, który byłby elementem pośredniczącym w oddziaływaniach grawitacyjnych. Do tej pory grawitony nie zostały wykryte i żadne teorie grawitacji kwantowej nie odniosły sukcesu ani nie zostały powszechnie przyjęte.