근본적인 힘 라고도 함 근본적인 상호 작용 , 에 물리학 , 물체 또는 입자가 상호 작용하는 방식과 특정 입자의 붕괴 방식을 제어하는 중력, 전자기, 강함 및 약함의 네 가지 기본 힘 중 하나입니다. 자연의 모든 알려진 힘은 이러한 근본적인 힘으로 추적 될 수 있습니다. 기본 힘은 힘을 경험하는 입자의 유형, 힘의 상대적인 강도, 힘이 효과적인 범위 및 힘을 매개하는 입자의 특성이라는 네 가지 기준에 따라 특성화됩니다.
중력과 전자기학은 일반 물체에 미치는 영향이 쉽게 관찰되기 때문에 강하고 약한 힘이 발견되기 훨씬 전에 인식되었습니다. 17 세기에 Isaac Newton이 체계적으로 묘사 한 중력은 질량을 가진 모든 물체 사이에서 작용합니다. 그것은 사과가 나무에서 떨어지게하고 태양 주위 행성의 궤도를 결정합니다. 19 세기 제임스 클러 크 맥스웰이 과학적으로 정의한 전자기력은 비슷한 것의 반발과 다른 것의 매력을 담당합니다. 전기 요금 ; 또한 물질의 화학적 거동과 빛의 특성을 설명합니다. 강하고 약한 힘은 20 세기 물리학 자들이 마침내 원자의 핵심을 조사했을 때 발견되었습니다. 강한 힘은 쿼크 , 구성 요소 양성자를 포함한 모든 아 원자 입자의 중성자 . 강한 힘의 잔류 효과는 양전하를 띤 양성자의 강한 반발에도 불구하고 원자핵의 양성자와 중성자를 함께 묶습니다. 약한 힘 매니페스트 특정 형태의 방사성 붕괴 그리고 태양과 다른 별들에 연료를 공급하는 핵 반응에서. 전자는 강한 힘이 아닌 약한 힘을 경험하는 기본 아 원자 입자 중 하나입니다.
위치에 의존하는 에너지의 유형을
네 가지 힘은 종종 상대적인 힘에 따라 설명됩니다. 강한 힘은 본질적으로 가장 강력한 힘으로 간주됩니다. 전자기력, 약한 힘 및 중력이 내림차순으로 이어집니다. 그 힘에도 불구하고 강한 힘은 명백한 거시적으로 그 자체 우주 범위가 매우 제한되어 있기 때문입니다. 약 10의 작동 거리로 제한됩니다.−15미터 — 양성자 지름 정도. 강한 힘에 민감한 두 입자가이 거리 내에서 통과하면 상호 작용할 확률이 높습니다. 약한 힘의 범위는 더 짧습니다. 이 힘의 영향을받는 입자는 10 개 이내에 통과해야합니다.−17서로 상호 작용할 수있는 미터이며 입자가 높은 에너지를 가지지 않는 한 그 거리에서도 그렇게 할 확률은 낮습니다. 대조적으로 중력과 전자기력은 무한 범위. 즉, 중력은 우주의 모든 물체 사이에 아무리 멀리 떨어져 있어도 작용하며, 먼 별에서 나오는 빛과 같은 전자기파는 그것을 흡수 할 수있는 입자를 만날 때까지 공간을 통해 감소하지 않고 이동합니다.
수년 동안 물리학 자들은 네 가지 기본 힘이 단순히 다르다는 것을 보여주기 위해 노력해 왔습니다. 데모 동일한 근본적인 힘의. 그러한 통일을위한 가장 성공적인 시도는 1960 년대 후반 Steven Weinberg, Abdus Salam, Sheldon Lee Glashow가 제안한 electroweak 이론이다. 양자 전기 역학 (전자기의 양자 장 이론)을 통합하는이 이론은 전자기력과 약한 힘을 소위 게이지 보손이라고하는 4 개의 캐리어 입자에 의해 전달되는보다 기본적인 전기 약한 힘의 두 가지 측면으로 취급합니다. 이러한 캐리어 입자 중 하나는 전자기의 광자이고 나머지 세 개는 전기적으로 하전 된 W+W-입자와 중립 Z0입자-약한 힘과 관련이 있습니다. 광자와 달리이 약한 게이지 보손은 거대하며 약한 힘의 유효 범위를 심각하게 제한하는 것은 캐리어 입자의 질량입니다.
혈관의 내벽은
1970 년대에 연구자들은 구조가 다음과 유사한 강한 힘에 대한 이론을 공식화했습니다. 양자 전기 역학. 양자 색 역학으로 알려진이 이론에 따르면, 강한 힘은 글루온이라고하는 게이지 보손에 의해 쿼크 사이에 전달됩니다. 광자와 마찬가지로 글루온은 질량이없고 빛의 속도로 이동합니다. 그러나 그들은 한 가지 중요한 점에서 광자와 다릅니다. 유사한 ...에 전하 . 글루온은 색상 전하로 인해 상호 작용할 수 있으며 동시에 유효 범위를 제한합니다.
수사관들은 포괄적 인 자연의 네 가지 기본 힘을 모두 통합 할 이론. 그러나 지금까지 중력은 그러한 통일 된 분야 이론의 시도를 넘어서고 있습니다.
그만큼 흐름 기본 힘에 대한 물리적 설명은 모든 기본 입자와 그 힘의 특성을 설명하는 입자 물리학의 표준 모델 내에 구현됩니다. 기본 아 원자 입자의 거동에 대한 기본 힘의 효과에 대한 그래픽 표현이 파인만 다이어그램 .
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