القوى الأساسية للطبيعة

في القوى الأساسية للطبيعة هم أولئك الذين يبدو أنه لا يمكن وصفهم بمصطلحات أساسية أكثر ويرتبطون بالتفاعلات الموجودة في جميع المواد. هناك أربعة أنواع من القوى الأساسية:

• الجاذبية.
• الكهرومغناطيسي؛
• قوي؛
• ضعيف.

يعمل كل نوع من أنواع القوة هذه على نوع واحد أو أكثر من الجسيمات ويتوسطه بوزونات مختلفة. تحقق من تفاصيل كل نوع من أنواع التفاعلات أدناه.

قوة الجاذبية

القوة الجاذبية إنها جذابة فقط وتعمل بين جميع الجسيمات التي لها كتلة (الفرميونات) ، ولكنه أكثرضعيفلجميع قوى الطبيعة، كونها غير معبرة عمليا على المستويات الذرية والجزيئية. على الرغم من شدته الصغيرة مقارنة بالقوى الأساسية الأخرى ، إلا أنه يتمتع بأكبر مدى (يمتد إلى اللانهاية) من بين جميع القوى الأساسية وهي مسؤولة عن تشكيل الكواكب وأنظمة الكواكب والنجوم وحتى المجرات.

إنها القوة التي "تسقط" مع عكس مربع المسافة. أحد التحديات في الفيزياء اليوم هو دمج قوة الجاذبية فيها ميكانيكا الكم. في هذا السياق ، هناك نظريات تدعي أن قوة الجاذبية يتم توسطها بواسطة عدد صحيح من البوزون المغزلي يسمى الجرافيتون. حاليًا ، يتم شرح قوة الجاذبية من نظرية النسبية العامة ، من البرت اينشتاين

، التي تدعي أن الكتل الكبيرة قادرة على تشويه هندسة الزمكان. الخاصية المسؤولة عن شدة هذا التفاعل هي كتلة الأجسام.

القوة الكهرومغناطيسية

القوة الكهرومغناطيسية يمكن أن تكون مثيرة للاشمئزاز وجذابة، فيما يتعلق بعلامة الأحمال المتفاعلة. إنه يعمل بين الجسيمات المشحونة (مثل البروتونات والإلكترونات) ويتضمن القوة الكهروستاتيكية ، الموصوفة بواسطة قانون كولوم، و ال القوة المغناطيسية، لتحريك الجسيمات. بالمقارنة مع قوة الجاذبية ، فهي أكثر كثافة وتعمل أيضًا على مسافات طويلة (تمتد أيضًا إلى ما لا نهاية) ، ومع ذلك ، فإن القوة تميل الكهرباء الناتجة عند المستويات الماكروسكوبية إلى أن تكون فارغة ، بسبب حياد المادة ، "تفقد" بهذه الطريقة للتفاعل الجاذبية.

تتناسب القوة الكهرومغناطيسية عكسيًا مع مربع المسافة ، كما هو الحال مع قوة الجاذبية ، وتتوسطها البوزونات المسماة الفوتونات، مسؤول أيضًا عن تكوين المجالات الكهرومغناطيسية. الخاصية التي تقيس قوة هذه القوة هي الشحنة الكهربائية

لا تتوقف الان... هناك المزيد بعد الإعلان ؛)

قوة شديدة

يرجع الاسم الغريب لهذا التفاعل إلى كثافته الشديدة: إنه كذلك مسؤول عن الحفاظ على النوى الذرية معًا، على الرغم من قوة التنافر الكهروستاتيكية الكبيرة الموجودة بين البروتونات. إنها قوة قصيرة المدى ، حوالي 10^-15 م. تميل النوى الذرية إلى أن تكون أكبر بكثير من هذه غير مستقر، لأنه ، في هذه الحالة ، القوة الكهروستاتيكية هي السائدة.

إنه أقوى التفاعلات في الطبيعة وتتوسط بوزونات تسمى الغلوونات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الهادرونات، مثل البروتونات والنيوترونات ، على سبيل المثال ، تتكون من ثلاثيات من الكواركات ، يتم الحفاظ عليها حصريًا من خلال عمل القوة الشديدة ، والتي تتوسطها بوزونات تسمى الغلوونات. لا تعمل القوة القوية بين اللبتونات (الإلكترونات ، النيوترونات ، الميونات ، التاوونات) ، لأنها لا تمتلك الخاصية التي تحدد قوة القوة الشديدة: شحنة اللون.

قوة ضعيفة

يعمل التفاعل الضعيف بين نوعي الفرميونات: اللبتونات والكواركات. إنها القوة المسؤولة عن الاضمحلال الإشعاعي، إجراء تحويل نوع واحد من الكواركات إلى نوع آخر من خلال انبعاث الإلكترونات أو البوزيترونات (المادة المضادة المقابلة للإلكترون). إنها أضعف بحوالي مليون مرة من القوة الشديدة ، ومداها أصغر ، عند 10 فقط^-18 م. يتم توسط هذا التفاعل بواسطة البوزونات المتجهية الوسيطة W⁺، دبليو^- و Z.

إن نظرية الفيزياء التي تجمع تفاعلات الطبيعة ، بالإضافة إلى الجسيمات الوسيطة والمتفاعلة ، هي النموذج القياسي فيزياء الجسيمات. يوضح الشكل التالي الجسيمات السبعة عشر الأساسية:

بقلم رافائيل هيلربروك
تخرج في الفيزياء

هل ترغب في الإشارة إلى هذا النص في مدرسة أو عمل أكاديمي؟ نظرة:

هيلربروك ، رافائيل. "القوى الأساسية للطبيعة" ؛ مدرسة البرازيل. متوفر في: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forcas-fundamentais-natureza.htm. تم الوصول إليه في 27 يونيو 2021.