På grundlæggende naturkræfter de er dem, der tilsyneladende ikke kan beskrives mere grundlæggende og er knyttet til de interaktioner, der er til stede i alle sager. Der er fire typer grundlæggende kræfter:
- tyngdekraft;
- elektromagnetisk;
- stærk;
- svag.
Hver af disse typer kræfter virker på en eller flere typer partikler og medieres af forskellige bosoner. Tjek detaljerne for hver af disse typer interaktioner nedenfor.
tyngdekraft
Magten tyngdekraft det er kun attraktivt og virker mellem alle partikler, der har masse (fermioner), men det er det meresvagaf alle naturkræfter, der praktisk talt ikke er ekspressivt på atom- og molekylært niveau. På trods af sin lille intensitet i forhold til andre grundlæggende kræfter har den den største rækkevidde (strækker sig til uendelig) blandt alle grundlæggende kræfter og er ansvarlig for at forme planeter, planetariske systemer, stjerner og endda galakser.
Det er en kraft, der "falder" med det inverse af afstandens firkant. En af udfordringerne i fysik i dag er at inkorporere tyngdekraften i
Kvantemekanik. I denne sammenhæng er der teorier, der hævder, at tyngdekraften medieres af et heltal spin-boson kaldet graviton. I øjeblikket forklares tyngdekraften fra teorien om generel relativitet fra Albert Einstein, som hævder, at store masser er i stand til at fordreje rumtidens geometri. Ejendommen, der er ansvarlig for intensiteten af denne interaktion, er kroppens masse.elektromagnetisk kraft
den elektromagnetiske kraft kan være både frastødende og attraktiv, med hensyn til tegnet på de interagerende belastninger. Det virker mellem ladede partikler (såsom protoner og elektroner) og inkluderer den elektrostatiske kraft, beskrevet af Coulombs lov, og magnetisk kraft, til bevægelse af partikler. Sammenlignet med tyngdekraften er den meget mere intens og virker også over lange afstande (den strækker sig også til uendelig), men kraften resulterende elektrisk ved makroskopiske niveauer har tendens til at være nul på grund af materiens neutralitet, "taber" på denne måde til interaktionen tyngdekraft.
Den elektromagnetiske kraft er omvendt proportional med kvadratet på afstanden, ligesom tyngdekraften, og medieres af bosonerne kaldet fotoner, også ansvarlig for dannelsen af elektromagnetiske felter. Den egenskab, der måler styrken af denne kraft, er den elektriske ladning
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
stærk kraft
Det nysgerrige navn på denne interaktion skyldes dens store intensitet: det er det ansvarlig for at holde atomkernerne sammenpå trods af den store elektrostatiske frastødningskraft, der findes mellem protonerne. Det er en kort rækkevidde kraft, omkring 10-15 m. Atomkerner meget større end dette har tendens til at være ustabilfordi, i dette tilfælde er den elektrostatiske kraft dominerende.
Det er den stærkeste af alle interaktioner i naturen og formidles af bosoner kaldet gluoner. Hertil kommer, at hadroner, som for eksempel protoner og neutroner, er dannet af trioer af kvarker, der udelukkende opretholdes af den stærke styrkes handling, som formidles af bosoner gluoner. Den stærke kraft virker ikke mellem leptoner (elektroner, neutrinoer, muoner, tauoner), da de ikke har den egenskab, der definerer styrken af den stærke kraft: fargeladningen.
svag kraft
Svag interaktion virker mellem de to typer fermioner: leptoner og kvarker. Det er styrken, der er ansvarlig for Radioaktivt henfald, udfører omdannelse af en type kvark til en anden gennem emission af elektroner eller positroner (antimateriale svarende til elektronen). Det er omkring en million gange svagere end den stærke kraft, og dens rækkevidde er endnu mindre, kun 10-18 m. Denne interaktion medieres af de mellemliggende vektorbosoner W+, W- og Z.
Teorien om fysik, der samler naturens interaktioner såvel som dens formidlende og interagerende partikler, er standardmodel af partikelfysik. Følgende figur viser de 17 grundlæggende partikler:
Af Rafael Hellerbrock
Uddannet i fysik
Vil du henvise til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:
HELERBROCK, Rafael. "Grundlæggende naturkræfter"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forcas-fundamentais-natureza.htm. Adgang til 27. juni 2021.
