Στο θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης Είναι αυτές που προφανώς δεν μπορούν να περιγραφούν με πιο βασικούς όρους και συνδέονται με τις αλληλεπιδράσεις που υπάρχουν σε όλα τα θέματα. Υπάρχουν τέσσερις τύποι θεμελιωδών δυνάμεων:
- βαρυτική;
- ηλεκτρομαγνητικός;
- ισχυρός;
- αδύναμος.
Κάθε ένας από αυτούς τους τύπους δύναμης δρα σε έναν ή περισσότερους τύπους σωματιδίων και μεσολαβείται από διαφορετικά μποζόνια. Δείτε τις λεπτομέρειες για κάθε έναν από αυτούς τους τύπους αλληλεπιδράσεων παρακάτω.
βαρυτική δύναμη
Η εξουσία βαρυτική είναι μόνο ελκυστικό και δρα μεταξύ όλων των σωματιδίων που έχουν μάζα (φερμιόνια, αλλά είναι το περισσότεροαδύναμοςόλων των δυνάμεων της φύσης, είναι πρακτικά ασταθής σε ατομικά και μοριακά επίπεδα. Παρά τη μικρή του ένταση σε σχέση με άλλες θεμελιώδεις δυνάμεις, έχει το μεγαλύτερο εύρος (εκτείνεται έως το άπειρο) μεταξύ όλων των θεμελιωδών δυνάμεων και είναι υπεύθυνη για τη διαμόρφωση πλανητών, πλανητικών συστημάτων, αστεριών και ακόμη γαλαξίες.
Είναι ένα δύναμη που "πέφτει" με το αντίστροφο του τετραγώνου της απόστασης
. Μία από τις προκλήσεις στη φυσική σήμερα είναι να ενσωματωθεί η βαρυτική δύναμη Κβαντική μηχανική. Σε αυτό το πλαίσιο, υπάρχουν θεωρίες που ισχυρίζονται ότι η βαρυτική δύναμη διαμεσολαβείται από ένα ακέραιο μποζόνιο περιστροφής που ονομάζεται graviton. Επί του παρόντος, η βαρυτική δύναμη εξηγείται από τη Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας, από Albert Einstein, που ισχυρίζεται ότι οι μεγάλες μάζες μπορούν να παραμορφώσουν τη γεωμετρία του χωροχρόνου. Η ιδιότητα που είναι υπεύθυνη για την ένταση αυτής της αλληλεπίδρασης είναι η μάζα των σωμάτων.ηλεκτρομαγνητική δύναμη
η ηλεκτρομαγνητική δύναμη μπορεί να είναι τόσο αποκρουστικό και ελκυστικό, σε σχέση με το σημάδι των αλληλεπιδρώντων φορτίων. Ενεργεί μεταξύ φορτισμένων σωματιδίων (όπως πρωτόνια και ηλεκτρόνια) και περιλαμβάνει την ηλεκτροστατική δύναμη, που περιγράφεται από το Ο νόμος του Coulomb, και το μαγνητική δύναμη, για κινούμενα σωματίδια. Σε σύγκριση με τη βαρυτική δύναμη, είναι πολύ πιο έντονη και δρα σε μεγάλες αποστάσεις (επεκτείνεται και στο άπειρο), ωστόσο, η δύναμη Το ηλεκτρικό που προκύπτει σε μακροσκοπικά επίπεδα τείνει να είναι μηδενικό, λόγω της ουδετερότητας της ύλης, "χάνοντας" με αυτόν τον τρόπο στην αλληλεπίδραση βαρυτική.
Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι αντιστρόφως ανάλογη προς το τετράγωνο της απόστασης, όπως και η βαρυτική δύναμη, και διαμεσολαβείται από τα μποζόνια που ονομάζονται φωτόνια, επίσης υπεύθυνος για το σχηματισμό ηλεκτρομαγνητικών πεδίων. Η ιδιότητα που μετρά την ισχύ αυτής της δύναμης είναι το ηλεκτρικό φορτίο
Μην σταματάς τώρα... Υπάρχουν περισσότερα μετά τη διαφήμιση.)
ισχυρή δύναμη
Το περίεργο όνομα αυτής της αλληλεπίδρασης οφείλεται στη μεγάλη του ένταση: είναι υπεύθυνος για τη διατήρηση των ατομικών πυρήνων, παρά τη μεγάλη δύναμη ηλεκτροστατικής απωθήσεως που υπάρχει μεταξύ των πρωτονίων. Είναι μια δύναμη μικρής εμβέλειας, περίπου 10-15 Μ. Οι ατομικοί πυρήνες είναι πολύ μεγαλύτεροι από αυτόν που τείνουν να είναι ασταθής, επειδή, στην περίπτωση αυτή, κυριαρχεί η ηλεκτροστατική δύναμη.
Είναι η ισχυρότερη από όλες τις αλληλεπιδράσεις στη φύση και μεσολαβείται από μποζόνια που ονομάζονται gluons. Επιπλέον, το αδρονίων, όπως τα πρωτόνια και τα νετρόνια, για παράδειγμα, σχηματίζονται από τρίο κουάρκ, που διατηρούνται αποκλειστικά από τη δράση της ισχυρής δύναμης, η οποία διαμεσολαβείται από μποζόνια που ονομάζονται γλουόνια. Η ισχυρή δύναμη δεν ενεργεί μεταξύ του λεπτόνια (ηλεκτρόνια, νετρίνα, μιόνια, ταυόνια), καθώς δεν έχουν την ιδιότητα που καθορίζει τη δύναμη της ισχυρής δύναμης: το φορτίο χρώματος.
αδύναμη δύναμη
Η αδύναμη αλληλεπίδραση δρα μεταξύ των δύο τύπων φερμιόνων: λεπτονίων και κουάρκ. Είναι η δύναμη που είναι υπεύθυνη για το ραδιενεργός αποσύνθεση, πραγματοποίηση του μετασχηματισμού ενός τύπου κουάρκ σε άλλο μέσω της εκπομπής ηλεκτρονίων ή ποζιτρόνια (αντιύλη που αντιστοιχεί στο ηλεκτρόνιο). Είναι περίπου ένα εκατομμύριο φορές πιο αδύναμο από την ισχυρή δύναμη και το εύρος του είναι ακόμη μικρότερο, σε μόλις 10-18 Μ. Αυτή η αλληλεπίδραση προκαλείται από τους ενδιάμεσους φορείς μποζόνια W+, Δ- και Ζ.
Η θεωρία της Φυσικής που συνδυάζει τις αλληλεπιδράσεις της φύσης, καθώς και τα μεσολαβητικά και αλληλεπιδρώντα σωματίδια της, είναι η πρότυπο μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής. Το παρακάτω σχήμα δείχνει τα 17 βασικά σωματίδια:
Από τον Rafael Hellerbrock
Αποφοίτησε στη Φυσική
Θα θέλατε να αναφέρετε αυτό το κείμενο σε σχολείο ή ακαδημαϊκό έργο; Κοίτα:
HELERBROCK, Ραφαέλ. "Θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης" · Σχολείο της Βραζιλίας. Διαθέσιμο σε: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forcas-fundamentais-natureza.htm. Πρόσβαση στις 27 Ιουνίου 2021.
