Wat zijn de vier fundamentele natuurkrachten?
Sinds het begin van de 20e eeuw hebben natuurkundigen vier fundamentele krachten of interacties erkend die alle bekende fenomenen in de natuur omvatten. Drie van de vier zijn rigoureus en wiskundig gekenmerkt door het standaardmodel, geformuleerd in de vroege jaren 1970. De vier krachten zijn de sterke nucleaire kracht (ook bekend als de kleurkracht), de zwakke nucleaire kracht (bemiddelt bèta -verval), de elektromagnetische kracht en zwaartekracht.
Bij zeer hoge energieën verenigt de zwakke nucleaire en de elektromagnetische kracht zich (begint zich door elkaar te gedragen), terwijl bij nog hogere krachten, wordt aangenomen dat de sterke kracht zich verenigt met de elektroweak, en ten slotte de sterke-electroweak kracht verenigt zich met zwaartekracht. Er wordt aangenomen dat alle vier een moment na de oerknal verenigd waren, in de vroegste stadia van de formatie van het universum.
De sterke nucleaire kracht houdt protonen en neutronen bij elkaar in de atoomkern. Meer specifiek wordt het gemedieerd door de uitwisseling van gluonen tussenQuarks die protonen en neutronen vormen. Het is 100 keer sterker dan de elektromagnetische kracht. Wanneer kernen worden gebroken in nucleaire reacties, wordt energie uit deze kracht vrijgegeven. Beschreven door de fysica -theorie genaamd Quantum Chromodynamics, verliest het al zijn sterkte in afstanden die veel breder is dan de atomaire kern.
De elektromagnetische kracht is dat waarmee mensen het meest vertrouwd zijn, en het verantwoordelijk is voor alle chemische reacties en de meest herkenbare fysische eigenschappen, zoals licht. Het wordt gemedieerd door fotonen, die alle elektromagnetische straling vormen, van kosmische stralen tot zichtbaar licht tot extreem lage frequente radiogolven. Zowel warmte als licht bestaan uit fotonen.
Interacties voor elektromagnetische kracht worden bepaald door elektrische lading. De reden dat mensen niet door een stoel vallen terwijl ze erop zitten, is dat de negatieve lading van de atomaire elektronenschalen MakinG Up Het lichaam wordt afgestoten door de negatieve lading van de elektronenschalen waaruit de stoel bestaat. Fotonengolven verminderen in sterkte volgens het kwadraat van de afstand van hun bron.
De zwakke nucleaire kracht is verantwoordelijk voor een relatief klein bereik van fundamentele interacties. Het bemiddelt bèta -verval, wat er gebeurt wanneer een neutron uiteenvalt in een proton en een elektron of positron. Gemedieerd door W en Z Bosons, is het ongeveer honderd miljard keer zwakker dan de elektromagnetische. Het werkt alleen over korte afstanden.
zwaartekracht is de zwakste van alle krachten, maar de meest doordringende in het universum omdat het wordt gegenereerd door alle lichamen met massa. Gravity is 10 36 keer zwakker dan de elektromagnetische kracht, waardoor het moeilijk is om wiskundig te analyseren. De deeltjes dachten dat ze zwaartekracht bemiddelen - gravitons - nog niet zijn gedetecteerd. De zwaartekracht onderscheidt zich ook van de andere krachten in die zin dat het nog niet is geïntegreerd met de anderen inEen rigoureuze wiskundige manier. Natuurkundigen zijn op zoek naar een theorie om de zwaartekracht te verenigen met de andere krachten al bijna een eeuw, zonder geluk tot nu toe.