القوى الأساسية الأربعة للفيزياء

القوى الأساسية (أو التفاعلات الأساسية) الفيزياء هي الطرق التي تتفاعل بها الجسيمات الفردية مع بعضها البعض. اتضح أن كل تفاعل منفرد تمت ملاحظته في الكون يمكن تقسيمه ووصفه بأربعة أنواع فقط (بشكل عام ، أربعة - أكثر من ذلك لاحقًا) من أنواع التفاعلات:

• الجاذبية
• الكهرومغناطيسية
• تفاعل ضعيف (أو ضعف القوة النووية)
• تفاعل قوي (أو قوة نووية قوية)

من بين القوى الأساسية ، تمتلك الجاذبية أقصى مسافة ، لكنها أضعف من حيث الحجم الفعلي.

إنها قوة جذابة بحتة تصل حتى عبر الفراغ "الفارغ" من المساحة للرسم جماهير نحو بعضها البعض. يحافظ على الكواكب في المدار حول الشمس والقمر في المدار حول الأرض.

يوصف الجاذبية تحت نظرية النسبية العامة، والتي تعرفها بأنها انحناء الزمكان حول جسم الكتلة. هذا الانحناء ، بدوره ، يخلق حالة يكون فيها مسار أقل طاقة نحو الجسم الآخر للكتلة.

الكهرومغناطيسية هي تفاعل الجسيمات مع شحنة كهربائية. تتفاعل الجسيمات المشحونة في حالة الراحة من خلال قوى كهرباءأثناء الحركة تتفاعل من خلال القوى الكهربائية والمغناطيسية.

لفترة طويلة ، اعتبرت القوى الكهربائية والمغناطيسية قوى مختلفة ، ولكن تم توحيدها في النهاية

ربما تكون الكهرومغناطيسية هي القوة الأكثر انتشارًا في عالمنا ، لأنها يمكن أن تؤثر على الأشياء على مسافة معقولة وبمقدار لا بأس به من القوة.

يعتبر التفاعل الضعيف قوة قوية جدًا تعمل على نطاق النواة الذرية. يسبب ظواهر مثل اضمحلال بيتا. تم دمجها مع الكهرومغناطيسية كتفاعل واحد يسمى "التفاعل الكهربي". يتم التوسط في التفاعل الضعيف بواسطة W boson (هناك نوعان ، W⁺ و^- البوزونات) وكذلك البوزونات Z.

أقوى القوى هو التفاعل القوي المسمى بشكل جيد ، وهو القوة التي ، من بين أمور أخرى ، تبقي النيوكليونات (البروتونات والنيوترونات) مرتبطة ببعضها البعض. في ال ذرة الهيليوم، على سبيل المثال ، أنها قوية بما يكفي لربط اثنين البروتونات معًا على الرغم من أن شحناتهم الكهربائية الإيجابية تتسبب في صد بعضهم البعض.

في الأساس ، يسمح التفاعل القوي للجزيئات المسماة الغلوونات بربط الكواركات معًا لإنشاء النوكليونات في المقام الأول. يمكن أن تتفاعل Gluons أيضًا مع gluons الأخرى ، مما يعطي التفاعل القوي مسافة لا نهائية نظريًا ، على الرغم من أن مظاهرها الرئيسية كلها على المستوى دون الذري.

يعتقد العديد من الفيزيائيين أن جميع القوى الأساسية الأربع هي في الواقع مظاهر قوة كامنة (أو موحدة) لم يتم اكتشافها بعد. مثلما تم توحيد الكهرباء والمغناطيسية والقوة الضعيفة في التفاعل الكهربي ، فإنها تعمل على توحيد جميع القوى الأساسية.

الحالي التفسير الميكانيكي الكمومي من هذه القوى هو أن الجسيمات لا تتفاعل بشكل مباشر ، ولكنها تظهر جزيئات افتراضية تتوسط التفاعلات الفعلية. تم دمج جميع القوى باستثناء الجاذبية في "النموذج القياسي" للتفاعل.

يتم استدعاء جهد لتوحيد الجاذبية مع القوى الأساسية الثلاثة الأخرى جاذبية الكم. يفترض وجود جسيم افتراضي تسمى الجاذبية ، والتي ستكون العنصر الوسيط في تفاعلات الجاذبية. حتى الآن ، لم يتم الكشف عن الجاذبية ، ولا توجد نظريات حول الجاذبية الكمية ناجحة أو تم اعتمادها عالميًا.