Четыре основных силы физики

Фундаментальные силы (или фундаментальные взаимодействия) физики – это способы взаимодействия отдельных частиц друг с другом. Оказывается, каждое отдельное взаимодействие, наблюдаемое во Вселенной, можно разбить и описать только четырьмя (ну, обычно четырьмя – подробнее об этом позже) типами взаимодействий:

  • Гравитация
  • Электромагнетизм
  • Слабое взаимодействие (или слабое ядерное взаимодействие)
  • Сильное взаимодействие ( или сильная ядерная сила)

Гравитация

Из фундаментальных сил гравитация имеет наибольшее влияние, но она самая слабая по реальной величине.

Это чисто притягивающая сила, которая проникает даже через «пустую» пустоту пространства, притягивая две массы друг к другу. Он удерживает планеты на орбите вокруг Солнца и Луны на орбите вокруг Земли.

Гравитация описывается в рамках общей теории относительности, которая определяет ее как искривление пространства-времени вокруг объекта массы. Эта кривизна, в свою очередь, создает ситуацию, когда путь наименьшей энергии лежит к другому объекту массы.

Электромагнетизм

Электромагнетизм – это взаимодействие частиц с электрическим зарядом. Заряженные частицы в состоянии покоя взаимодействуют посредством электростатических сил, в то время как в движении они взаимодействуют посредством электрических и магнитных сил.

Долгое время электрические и магнитные силы оставались неизменными. считались разными силами, но окончательно их объединил Джеймс Клерк Максвелл в 1864 году в соответствии с уравнениями Максвелла. В 1940-х годах квантовая электродинамика объединила электромагнетизм с квантовой физикой.

Электромагнетизм, возможно, является самой распространенной силой в нашем мире, поскольку он может влиять на вещи на разумном расстоянии. и с изрядной силой.

Слабое взаимодействие

Слабое взаимодействие – очень мощная сила, которая действует на весы атомного ядра. Это вызывает такие явления, как бета-распад. Это было объединено с электромагнетизмом как единое взаимодействие, названное «электрослабым взаимодействием». Слабое взаимодействие опосредуется W-бозоном (существует два типа бозонов W + и W ), а также Z-бозоном.

Сильное взаимодействие

Самая сильная из сил – это метко названное сильное взаимодействие, которое, помимо прочего, поддерживает нуклоны (протоны и нейтроны) связаны вместе. В атоме гелия, например, он достаточно силен, чтобы связать два протона вместе, даже если их положительный электрический заряд заставляет их отталкивать друг друга.

По сути, , сильное взаимодействие позволяет частицам, называемым глюонами, связывать кварки, создавая в первую очередь нуклоны.. Глюоны также могут взаимодействовать с другими глюонами, что дает сильному взаимодействию теоретически бесконечное расстояние, хотя все его основные проявления находятся на субатомном уровне.

Объединение фундаментального Силы

Многие физики полагают, что все четыре фундаментальные силы на самом деле являются проявлениями единой основной (или объединенной) силы, которую еще предстоит обнаружить. Подобно тому, как электричество, магнетизм и слабое взаимодействие были объединены в электрослабое взаимодействие, они работают, чтобы объединить все фундаментальные силы.

Современная квантово-механическая интерпретация Одна из этих сил состоит в том, что частицы не взаимодействуют напрямую, а скорее проявляют виртуальные частицы, которые опосредуют реальные взаимодействия. Все силы, кроме гравитации, были объединены в эту «Стандартную модель» взаимодействия.

Усилия по объединению гравитации с тремя другими фундаментальными силами называются квантовая гравитация . Он постулирует существование виртуальной частицы, называемой гравитоном, которая будет посредником в гравитационных взаимодействиях. На сегодняшний день гравитоны не обнаружены, и никакие теории квантовой гравитации не были успешными или общепринятыми.

Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий