Основна сила

Основна сила , също наричан фундаментално взаимодействие , в физика , която и да е от четирите основни сили - гравитационна, електромагнитна, силна и слаба - които управляват как обектите или частиците взаимодействат и как някои частици се разпадат. Всички известни природни сили могат да бъдат проследени до тези основни сили. Основните сили се характеризират въз основа на следните четири критерия: видовете частици, които изпитват силата, относителната сила на силата, обхватът, в който силата е ефективна, и естеството на частиците, които медиират силата.

Гравитацията и електромагнетизмът са били разпознати много преди откриването на силните и слабите сили, тъй като тяхното въздействие върху обикновените обекти се наблюдава лесно. Гравитационната сила, описана систематично от Исак Нютон през 17 век, действа между всички обекти с маса; той кара ябълките да падат от дърветата и определя орбитите на планетите около Слънцето. Електромагнитната сила, дадена от научната дефиниция от Джеймс Клерк Максуел през 19 век, е отговорна за отблъскването на подобно и привличането на различно електрически заряди ; той също така обяснява химичното поведение на материята и свойствата на светлината. Силните и слаби сили са открити от физиците през 20-ти век, когато те най-накрая се изследват в ядрото на атома. Силната сила действа между кварки , съставни части на всички субатомни частици, включително протоните и неутрони . Остатъчните ефекти на силната сила свързват протоните и неутроните на атомното ядро, въпреки интензивното отблъскване на положително заредените протони един за друг. Слабата сила проявява себе си в определени форми на радиоактивен разпад и в ядрените реакции, които подхранват Слънцето и други звезди. Електроните са сред елементарните субатомни частици, които изпитват слабата сила, но не и силната сила.

колко години е на snl

Четирите сили често се описват според относителната им сила. Силната сила се счита за най-мощната сила в природата. Следва се в низходящ ред от електромагнитните, слабите и гравитационните сили. Въпреки силата си, силната сила не го прави манифест себе си в макроскопичния вселена поради изключително ограничения си обхват. То е ограничено до работно разстояние от около 10^-15метър - около диаметъра на протон. Когато две частици, които са чувствителни към силната сила, преминат в рамките на това разстояние, вероятността те да си взаимодействат е голяма. Обхватът на слабата сила е още по-кратък. Частиците, засегнати от тази сила, трябва да преминат в рамките на 10^-17метър един на друг, за да си взаимодействат и вероятността те да го направят е ниска дори на това разстояние, освен ако частиците имат високи енергии. За разлика от тях гравитационните и електромагнитните сили действат при безкраен обхват. Тоест, гравитацията действа между всички обекти на Вселената, независимо колко отдалечени са, а електромагнитна вълна, като например светлината от далечна звезда, пътува неограничена през пространството, докато не срещне някаква частица, способна да я абсорбира.

Години наред физиците се опитват да покажат, че четирите основни сили са просто различни демонстрации на същата основна сила. Най-успешният опит за такова обединение е теорията за електрослабието, предложена в края на 60-те години от Стивън Уайнбърг, Абдус Салам и Шелдън Лий Глашоу. Тази теория, която включва квантова електродинамика (квантовата теория на полето на електромагнетизма), третира електромагнитните и слабите сили като два аспекта на по-основна електрослаба сила, която се предава от четири частици носители, така наречените габаритни бозони. Една от тези частици носител е фотонът на електромагнетизма, докато останалите три - електрически зареденият W⁺и W^-частици и неутралната Z⁰частица - са свързани със слабата сила. За разлика от фотона, тези бозони със слаб габарит са масивни и именно масата на тези частици носители силно ограничава ефективния обхват на слабата сила.

което електромагнитно излъчване има най-дългата дължина на вълната

През 70-те години изследователите формулират теория за силната сила, която е подобна по структура на квантов електродинамика. Съгласно тази теория, известна като квантова хромодинамика, силната сила се предава между кварките от габарити, наречени глуони. Подобно на фотоните, глуоните са без маса и се движат със скоростта на светлината. Но те се различават от фотоните в едно важно отношение: те носят това, което се нарича цветен заряд, свойство аналогично да се електрически заряд . Глуоните могат да си взаимодействат заедно поради цветния заряд, което в същото време ограничава техния ефективен обхват.

Разследващите се стремят да измислят изчерпателен теории, които ще обединят и четирите основни природни сили. Досега обаче гравитацията остава извън опитите за такива обединени теории на полето.

The текущ физическото описание на основните сили е въплътено в Стандартния модел на физиката на частиците, който очертава свойствата на всички основни частици и техните сили. Включени са графични изображения на ефекта на основните сили върху поведението на елементарни субатомни частици Диаграми на Файнман .