根本动力

根本动力,也叫基本相互作用,在物理,任何的四种基本力引力,电磁,强大的,弱——管理对象或粒子的相互作用以及某些粒子衰变。所有已知的自然的力量可以追溯到这些基本的力量。基本力量的基础上具有以下四个标准:粒子的类型经验的力,力的相对强弱,在力量的有效范围,协调力的粒子的性质。

万有引力和电磁之前是公认的强和弱的力量,因为他们的发现对普通对象很容易观察到的影响。描述系统的重力艾萨克·牛顿在17世纪,所有对象有质量之间的行为;它会导致苹果从树木和决定了行星绕太阳的轨道。的电磁力,鉴于科学定义詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在19世纪,负责的排斥和不同的吸引力电荷;这也解释了物质的化学行为和性能的光。强和弱力是由20世纪物理学家发现当他们最终探讨的核心原子。的强大的力量之间的行为夸克,成分的亚原子粒子,包括质子和中子。的残余影响强力绑定原子核的质子和中子在一起尽管激烈的互相排斥的带正电的质子。的弱力体现在某些形式的本身放射性衰变而在核反应燃料的太阳和其他恒星。电子在基本亚原子粒子经验弱力而不是强壮的人。

描述的四种力往往是根据它们的相对优势。强大的力量被认为是自然界中最强大的力量。随后在电磁降序排列,弱,和引力。尽管它的力量,强大的力量却没有清单在宏观宇宙因为它的范围极其有限。这是局限于一个操作的距离大约10⁻¹⁵metre-about的直径质子。当两个粒子敏感强相互作用通过在这个距离内,他们将相互作用的概率很高。弱力的范围甚至更短。粒子受到力的影响必须通过在10⁻¹⁷米的交互,他们的概率会很低甚至在那个距离,除非粒子能量高。相比之下,引力和电磁力的运作无限的范围内。也就是说,宇宙的所有对象之间的引力作用,无论相距多远,和一个电磁波,如光从一个遥远的恒星,并在太空中旅行,直到遇到一些粒子能够吸收它。

多年来,物理学家试图表明,四种基本力是不同的表现相同的基本力量。在这样一个最成功的尝试统一是电弱理论,在1960年代末提出的Steven Weinberg,总部设在Abdus Salam,谢尔登•李格拉肖。这一理论,结合了量子电动力学(量子场理论电磁学),对电磁力和弱力两个方面的更基本的电弱力通过四个载体粒子,所谓的规玻色子。其中一个载体颗粒光子电磁学,而其他三带电W⁺和W⁻粒子和中性Z⁰颗粒与弱力有关。与光子,这些弱计玻色子是巨大的,这些载体粒子的质量,严重限制了弱力的有效范围。

在1970年代研究人员制定一个理论的强力结构是相似的量子电动力学。根据这一理论,被称为量子色动力学夸克之间的强相互作用是传播,规范玻色子胶子。像光子一样,胶子质量和旅游光的速度。但是他们不同光子在一个重要的方面:所谓“颜色”,一个属性类似的来电荷。胶子能够在一起因为颜色交互,同时限制了他们的有效范围。

调查人员正试图设计全面的理论将统一所有四种基本的自然的力量。然而,到目前为止,重力仍超出尝试这样的统一场理论。

的当前的物理描述的基本部队中的体现标准模型的粒子物理,它概括了所有基本粒子的属性和它们的力量。图形化表示的基本力的影响纳入小学亚原子粒子的行为费因曼图。