Фундаменталне силе
From Wikipedia, the free encyclopedia
Фундаменталне силе или интеракције су, у физици, интеракције за које се не сматра да се могу свести на основније интеракције. Постоје четири фундаменталне силе:[1] гравитациона и електромагнетна сила, које производе значајне силе дугог домета чији се ефекти могу видети директно у свакодневном животу, и јака и слаба сила, које производе силе на малим, субатомским растојањима и управљају нуклеарним интеракцијама. Неки научници претпостављају да би могла постојати пета сила, али ове хипотезе остају спекулативне.[2][3][4]
Свака од познатих фундаменталних сила може се математички описати као поље. Гравитациона сила се приписује закривљености простор-времена, коју описује Ајнштајнова општа теорија релативности. Остала три су дискретна квантна поља, а њихове интеракције су посредоване елементарним честицама описаним Стандардним моделом физике честица.[5]
Унутар Стандардног модела, јаку силу носи честица која се зове глуон, и одговорна је за везивање кваркова како би формирали хадроне, као што су протони и неутрони. Као резидуални ефекат, ствара нуклеарну силу која везује потоње честице да би формирала атомска језгра. Слабу силу носе честице зване W и Z бозони, а такође делује на језгро атома, посредујући радиоактивни распад. Електромагнетна сила, коју носи фотон, ствара електрична и магнетна поља, која су одговорна за привлачење између орбиталних електрона и атомских језгара која држе атоме заједно, као и за хемијско везивање и електромагнетне таласе, укључујући видљиву светлост, и чине основу за електричну технологију. Иако је електромагнетна сила далеко јача од гравитације, она има тенденцију да се поништи унутар великих објеката, тако да на великим (астрономским) удаљеностима гравитација тежи да буде доминантна сила и одговорна је за држање на окупу великих структура у свемиру, као што су као планете, звезде и галаксије.
Многи теоријски физичари верују да су ове фундаменталне силе повезане и да се обједињују у једну силу при веома високим енергијама на минускулној скали, Планковој скали, али акцелератори честица не могу да произведу огромне енергије потребне да се ово експериментално испита.[6] Осмишљавање заједничког теоријског оквира који би објаснио однос између сила у једној теорији је можда највећи циљ данашњих теоретских физичара. Слабе и електромагнетне силе су већ обједињене са теоријом електрослабе Шелдона Глејшоа, Абдуса Салама и Стивена Вајнберга за коју су 1979. добили Нобелову награду за физику.[7][8][9] Неки физичари настоје да уједине електрослаба и јака поља унутар онога што се зове Велика уједињена теорија. Још већи изазов је пронаћи начин да се квантизује гравитационо поље, што би резултирало теоријом квантне гравитације () која би ујединила гравитацију у заједнички теоријски оквир са остале три силе. Неке теорије, посебно теорија струна, настоје да ставе и велику уједињену теорију унутар једног оквира, обједињујући све четири фундаменталне силе заједно са стварањем масе унутар теорије свега (енгл. ).