4 фундаментальные силы физики

Основные силы (или фундаментальные взаимодействия) физика являются способами, которыми отдельные частицы взаимодействуют друг с другом. Оказывается, что каждое отдельное взаимодействие, наблюдаемое во вселенной, может быть разбито и описано только четырьмя (ну, в общем, четырьмя - подробнее об этом позже) типами взаимодействий:

• Сила тяжести
• электромагнетизм
• Слабое взаимодействие (или слабая ядерная сила)
• Сильное взаимодействие (или Сильная ядерная сила)

Из фундаментальных сил гравитация имеет самый дальний охват, но она является самой слабой в действительном значении.

Это чисто притягивающая сила, которая притягивает даже через «пустую» пустоту пространства две массы навстречу друг другу. Он удерживает планеты на орбите вокруг Солнца и Луну на Земле.

Гравитация описана под теория общей теории относительности, который определяет его как кривизну пространства-времени вокруг объекта массы. Эта кривизна, в свою очередь, создает ситуацию, когда путь наименьшей энергии идет к другому объекту массы.

Электромагнетизм - это взаимодействие частиц с электрическим зарядом. Заряженные частицы в состоянии покоя взаимодействуют через электростатические силыво время движения они взаимодействуют как с помощью электрических, так и магнитных сил.

Долгое время электрические и магнитные силы считались разными силами, но в конечном итоге они были объединены Джеймс Клерк Максвелл в 1864 году по уравнениям Максвелла. В 1940-х годах квантовая электродинамика объединила электромагнетизм с квантовой физикой.

Электромагнетизм, пожалуй, самая распространенная сила в нашем мире, поскольку он может воздействовать на вещи на разумном расстоянии и с достаточным количеством силы.

Слабое взаимодействие - очень мощная сила, действующая в масштабе атомного ядра. Это вызывает такие явления, как бета-распад. Оно было объединено с электромагнетизмом как единое взаимодействие, называемое «электрослабое взаимодействие». Слабое взаимодействие опосредуется W-бозоном (есть два типа, W⁺ и W^- бозоны), а также Z-бозон.

Самая сильная из сил - это метко названное сильное взаимодействие, которое, помимо прочего, удерживает нуклоны (протоны и нейтроны) связанными вместе. в атом гелияНапример, он достаточно силен, чтобы связать два протоны вместе, хотя их положительные электрические заряды заставляют 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.

Многие физики полагают, что все четыре фундаментальные силы, по сути, являются проявлениями единой базовой (или объединенной) силы, которая еще не обнаружена. Подобно тому, как электричество, магнетизм и слабая сила были объединены в электрослабое взаимодействие, они работают, чтобы объединить все фундаментальные силы.

Электрический ток квантово-механическая интерпретация из этих сил является то, что частицы не взаимодействуют напрямую, а скорее проявляют виртуальные частицы, которые опосредуют реальные взаимодействия. Все силы, кроме силы тяжести, были объединены в эту «Стандартную модель» взаимодействия.

Усилие объединить гравитацию с тремя другими фундаментальными силами называется квантовая гравитация. Это постулирует существование виртуальной частицы называется гравитоном, который был бы посредническим элементом в гравитационных взаимодействиях. До настоящего времени гравитоны не были обнаружены, и никакие теории квантовой гравитации не были успешными или общепринятыми.