À forces fondamentales de la nature ce sont ceux qui ne peuvent apparemment pas être décrits en termes plus basiques et qui sont liés aux interactions présentes dans toute matière. Il existe quatre types de forces fondamentales :
- gravitationnel;
- électromagnétique;
- fort;
- faible.
Chacun de ces types de force agit sur un ou plusieurs types de particules et est médié par différents bosons. Découvrez les détails de chacun de ces types d'interactions ci-dessous.
force gravitationnelle
La puissance gravitationnel il est seulement attractif et agit entre toutes les particules qui ont une masse (fermions), mais c'est le Suitefaiblede toutes les forces de la nature, étant pratiquement inexpressif aux niveaux atomique et moléculaire. Malgré sa faible intensité par rapport aux autres forces fondamentales, il a la plus grande portée (s'étend jusqu'à l'infini) parmi toutes les forces fondamentales et est responsable de la formation des planètes, des systèmes planétaires, des étoiles et même galactique.
C'est un
force qui "tombe" avec l'inverse du carré de la distance. L'un des défis de la physique aujourd'hui est d'intégrer la force gravitationnelle dans Mécanique quantique. Dans ce contexte, il existe des théories qui prétendent que la force gravitationnelle est médiée par un boson de spin entier appelé le graviton. Actuellement, la force gravitationnelle est expliquée à partir de la théorie de la relativité générale, de Albert Einstein, qui prétend que les grandes masses sont capables de déformer la géométrie de l'espace-temps. La propriété responsable de l'intensité de cette interaction est la masse des corps.force électromagnétique
la force électromagnétique peut être à la fois repoussant et attrayant, par rapport au signe des charges en interaction. Il agit entre les particules chargées (telles que les protons et les électrons) et inclut la force électrostatique, décrite par La loi de coulomb, et le force magnétique, pour les particules en mouvement. Par rapport à la force gravitationnelle, elle est beaucoup plus intense et agit également sur de longues distances (elle s'étend également à l'infini), cependant, la force électrique résultant aux niveaux macroscopiques a tendance à être nul, en raison de la neutralité de la matière, "perdant" de cette manière à l'interaction gravitationnelle.
La force électromagnétique est inversement proportionnelle au carré de la distance, tout comme la force gravitationnelle, et est médiée par les bosons appelés le photons, également responsable de la formation de champs électromagnétiques. La propriété qui mesure la force de cette force est la charge électrique
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une force puissante
Le nom curieux de cette interaction est dû à sa grande intensité: c'est responsable de garder les noyaux atomiques ensemble, malgré la grande force de répulsion électrostatique existant entre les protons. C'est une force à courte portée, environ 10-15 m. Les noyaux atomiques beaucoup plus gros que cela ont tendance à être instable, car, dans ce cas, la force électrostatique est prédominante.
C'est la plus forte de toutes les interactions dans la nature et est médiée par des bosons appelés gluons. De plus, le hadrons, comme les protons et les neutrons, par exemple, sont formés par des trios de quarks, maintenus exclusivement par l'action de la force forte, qui est médiée par des bosons appelés gluons. La force forte n'agit pas entre le leptons (électrons, neutrinos, muons, tauons), car ils n'ont pas la propriété qui définit la force de la force forte: la charge de couleur.
force faible
Une interaction faible agit entre les deux types de fermions: les leptons et les quarks. C'est la force responsable de la désintégration radioactive, effectuant la transformation d'un type de quark en un autre par émission d'électrons ou positrons (antimatière correspondant à l'électron). C'est environ un million de fois plus faible que la force forte, et sa portée est encore plus petite, à seulement 10-18 m. Cette interaction est médiée par les bosons vecteurs intermédiaires W+, W- et Z.
La théorie de la physique qui rassemble les interactions de la nature, ainsi que ses particules médiatrices et interagissantes, est la modèle standard de la physique des particules. La figure suivante montre les 17 particules fondamentales :
Par Rafael Hellerbrock
Diplômé en Physique
Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:
HELERBROCK, Rafael. « Forces fondamentales de la nature »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/forcas-fundamentais-natureza.htm. Consulté le 27 juin 2021.
