48 просмотров

фундаментальная сила

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Пожалуйста, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам, если у вас есть какие-либо вопросы.

Выберите стиль цитирования
Копировать цитату
Делиться
Делиться
Поделиться в социальных сетях
Дать обратную связь
Внешние веб-сайты
Обратная связь
Спасибо за ваш отзыв

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, следует ли пересматривать статью.

Внешние веб-сайты

  • Гиперфизика — фундаментальные силы
  • Space.com — Четыре фундаментальные силы природы

Распечатать Цитировать
провереноЦитировать

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Пожалуйста, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам, если у вас есть какие-либо вопросы.

Выберите стиль цитирования
Копировать цитату
Делиться
Делиться
Поделиться в социальных сетях
Обратная связь
Внешние веб-сайты
Обратная связь
Спасибо за ваш отзыв

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, следует ли пересматривать статью.

Внешние веб-сайты

  • Гиперфизика — фундаментальные силы
  • Space.com — Четыре фундаментальные силы природы

Альтернативные названия: основная сила, основная сила
Редакторы Британской энциклопедии Последнее обновление: 20 октября 2022 г. Изменить историю
Оглавление
Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

фундаментальная сила, также называемый фундаментальное взаимодействие, в физике любое из четырех основных взаимодействий — гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое, — которые управляют взаимодействием объектов или частиц и распадом определенных частиц. Все известные силы природы можно отнести к этим фундаментальным силам. Фундаментальные силы характеризуются на основе следующих четырех критериев: типы частиц, на которые действует сила, относительная сила силы, диапазон действия силы и природа частиц, передающих силу.

Статья в тему:  Как мы можем помочь остановить глобальное потепление

Гравитация и электромагнетизм были известны задолго до открытия сильных и слабых взаимодействий, потому что их воздействие на обычные объекты легко наблюдать. Сила гравитации, систематически описанная Исааком Ньютоном в 17 веке, действует между всеми объектами, имеющими массу; он заставляет яблоки падать с деревьев и определяет орбиты планет вокруг Солнца.Электромагнитная сила, получившая научное определение Джеймса Клерка Максвелла в 19 веке, отвечает за отталкивание подобных и притяжение противоположных электрических зарядов; она также объясняет химическое поведение материи и свойства света. Сильные и слабые взаимодействия были обнаружены физиками в 20 веке, когда они, наконец, исследовали ядро ​​атома. Сильное взаимодействие действует между кварками, составляющими все субатомные частицы, включая протоны и нейтроны. Остаточное воздействие сильного взаимодействия связывает вместе протоны и нейтроны атомного ядра, несмотря на сильное отталкивание положительно заряженных протонов друг от друга. Слабое взаимодействие проявляется в некоторых формах радиоактивного распада и в ядерных реакциях, питающих Солнце и другие звезды. Электроны относятся к элементарным субатомным частицам, на которые действует слабое, но не сильное взаимодействие.

Большой адронный коллайдер

Подробнее по этой теме
субатомная частица: основные силы и их частицы-мессенджеры

В предыдущем разделе этой статьи был представлен обзор основных вопросов физики элементарных частиц, включая четыре фундаментальных взаимодействия.

Четыре силы часто описываются в соответствии с их относительной силой. Сильная сила считается самой мощной силой в природе. За ним в порядке убывания следуют электромагнитное, слабое и гравитационное взаимодействия. Несмотря на свою силу, сильное взаимодействие не проявляется в макроскопической вселенной из-за его чрезвычайно ограниченного диапазона. Он ограничен рабочим расстоянием около 10-15 метров, что примерно равно диаметру протона. Когда две частицы, чувствительные к сильному взаимодействию, проходят на этом расстоянии, велика вероятность их взаимодействия. Диапазон слабого взаимодействия еще короче.Частицы, затронутые этой силой, должны пройти в пределах 10-17 метров друг от друга, чтобы взаимодействовать, и вероятность того, что они это сделают, мала даже на таком расстоянии, если только частицы не обладают высокими энергиями. Напротив, гравитационные и электромагнитные силы действуют в бесконечном диапазоне. Иными словами, гравитация действует между всеми объектами вселенной, независимо от того, насколько далеко они друг от друга, и электромагнитная волна, такая как свет от далекой звезды, распространяется в пространстве, не уменьшаясь, пока не встретит какую-нибудь частицу, способную ее поглотить.

Статья в тему:  Как глобальное потепление влияет на систему здравоохранения u.health

В течение многих лет физики пытались показать, что четыре основные силы — это просто разные проявления одной и той же фундаментальной силы. Наиболее успешной попыткой такого объединения является электрослабая теория, предложенная в конце 1960-х Стивеном Вайнбергом, Абдусом Саламом и Шелдоном Ли Глэшоу. Эта теория, включающая квантовую электродинамику (квантовую теорию электромагнетизма поля), рассматривает электромагнитное и слабое взаимодействие как два аспекта более основного электрослабого взаимодействия, которое передается четырьмя частицами-носителями, так называемыми калибровочными бозонами. Одна из этих частиц-носителей является фотоном электромагнетизма, тогда как другие три — электрически заряженные частицы W + и W — и нейтральная частица Z 0 — связаны со слабым взаимодействием. В отличие от фотона, эти слабые калибровочные бозоны массивны, и именно масса этих частиц-носителей сильно ограничивает эффективный диапазон действия слабого взаимодействия.

В 1970-х годах исследователи сформулировали теорию сильного взаимодействия, по структуре аналогичную квантовой электродинамике. Согласно этой теории, известной как квантовая хромодинамика, сильное взаимодействие передается между кварками калибровочными бозонами, называемыми глюонами. Как и фотоны, глюоны не имеют массы и движутся со скоростью света. Но они отличаются от фотонов в одном важном отношении: они несут так называемый «цветовой» заряд — свойство, аналогичное электрическому заряду.Глюоны могут взаимодействовать друг с другом из-за цветового заряда, который в то же время ограничивает их эффективный диапазон.

Исследователи стремятся разработать всеобъемлющие теории, которые объединят все четыре основные силы природы. Однако до сих пор гравитация остается за рамками попыток создания таких единых теорий поля.

Статья в тему:  Как ученые пытаются остановить глобальное потепление

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Текущее физическое описание фундаментальных сил воплощено в Стандартной модели физики элементарных частиц, которая описывает свойства всех фундаментальных частиц и их взаимодействий. Графические изображения влияния фундаментальных сил на поведение элементарных субатомных частиц включены в диаграммы Фейнмана.

Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена ​​Эриком Грегерсеном.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x