四个基本力量

夸克和轻子的基石吗事,但他们需要某种砂浆结合成更复杂的形式,无论是在核或普遍的规模。提供这种灰浆的粒子与四个基本力量,统称为基本相互作用的物质。这四个基本的力量重力(或重力)电磁力,两股力量比非专业人员:熟悉物理学家强大的力量和弱力。

在大尺度上的主导力量重力。引力支配物质的聚合星星和星系和影响的方式宇宙以来进化的起源吗大爆炸。然而,最佳理解力是电磁力,构成相关的现象电和磁性。的电磁力将带正电的原子核和带负电荷的电子产生的成键原子间形成批量问题。

重力和电磁在宏观层面是众所周知的。其他两个势力行为只在亚原子尺度,事实上在亚核的鳞片。的强大的力量结合夸克在质子、中子和其它亚原子粒子。而电磁力是最终负责控股散装物质结合在一起,因此,强大的力量也使质子和中子在原子核。与强大的力量,它只有夸克之间弱力夸克和轻子。这个力负责β衰变的中子成一个质子和核反应燃料的太阳和其他恒星。

场理论

自1930年代以来,物理学家已经认识到,他们可以使用场理论描述与物质相互作用的四种基本力。在数学术语字段描述不断通过不同的东西空间和时间。一个熟悉的例子是周围一片磁化铁。的磁场地图的方式迫使在磁铁的强度和方向不同。四种基本力的适当字段似乎有一个重要的属性共同之处:他们都表现出所谓的计对称。简而言之,这意味着某些变化可以不影响该领域的基本结构。它还意味着相关的物理定律都是一样的在不同地区的空间和时间。

在亚原子,量子这些领域的理论水平显示一个重要特性。他们描述每个基本力量在某种意义上是由自己的亚原子粒子。现在这些“力”的粒子称为计玻色子,他们不同于“物质”的粒子夸克和轻子早些时候讨论的一个基本方式。玻色子具有整数值的自旋量子数,而夸克和轻子半整数自旋的价值观。

最熟悉的规玻色子是光子,传递电磁力带电物体之间,如电子和质子。光子作为私人的,看不见这些粒子之间的信使,它传达的信息影响他们的行为,就像一个球的行为影响孩子玩。其他测量玻色子,涉及不同的属性,与其他的基本力。

在开发一个规范理论为弱力在1960年代,物理学家发现,最好的理论,这总是产生合理的答案,也必须把电磁力。结果是现在的电弱理论。它是第一个可行的的例子统一场理论链接的力量清单自己在日常世界不同。统一理论揭示的基本力量,虽然表面上多样化的,实际上是不同方面的一个潜在的力量。寻找一个统一的理论,它包含了所有的四种基本力,是主要的目标之一粒子物理。主要理论家是一个令人兴奋的研究领域,涉及不仅亚原子粒子物理学也宇宙学和天体物理学。