Фундаментальныя ўзаемадзеянні — тыпы ўзаемадзеяння элементарных часціц і складзеных з іх цел, якасна адрозніваюцца.
На сёння дакладна вядома існаванне чатырох фундаментальных узаемадзеянняў:
- гравітацыйнага;
- электрамагнітнага;
- моцнага;
- слабага.
Пры гэтым электрамагнітнае і слабае ўзаемадзеяння з'яўляюцца праявамі адзінага электраслабага ўзаемадзеяння.
Вядуцца пошукі іншых тыпаў фундаментальных узаемадзеянняў, як у з'явах мікрасвету, так і ў касмічных маштабах, аднак пакуль якога-небудзь іншага тыпу фундаментальнага ўзаемадзеяння не выяўлена.
У фізіцы механічная энергія дзеліцца на два віды — патэнцыяльную і кінетычную энергію. Прычынай змены руху цел (змены кінетычнай энергіі) з'яўляецца сіла (патэнцыяльная энергія) (гл. другі закон Ньютана). Даследуючы , мы можам заўважыць мноства самых разнастайных сіл: сіла цяжару, сіла нацяжэння ніткі, сіла сціску спружыны, сіла сутыкнення цел, сіла трэння, сіла супраціўлення паветра, сіла выбуху і г. д. Аднак калі была высветлена атамарная структура рэчыва, стала зразумела, што ўся разнастайнасць гэтых сіл ёсць вынік узаемадзеяння атамаў адзін з адным. Паколькі асноўны від міжатамных узаемадзеянняў — электрамагнітны, то, як аказалася, большасць гэтых сіл — толькі розныя праявы электрамагнітнага ўзаемадзеяння. Адно з выключэнняў складае, напрыклад, сіла цяжару, прычынай якой з'яўляецца гравітацыйнае ўзаемадзеянне паміж целамі, якія валодаюць масай.
Табліца
Узаемадзеянне | Бягучае апісанне тэорыяй | Зарад | Часціца-пераносчык | Адносная сіла | Залежнасць ад адлегласці | Радыус узаемадзеяння (м) |
---|---|---|---|---|---|---|
Гравітацыя | Агульная тэорыя адноснасці | Маса | Гравітон (гіпатэтыч.) | 1 | ∞ | |
Слабае | Тэорыя электраслабага ўзаемадзеяння (ТЭЎ) | Слабы ізаспін | W+ W- Z0 базоны | 1025 | 10−18 | |
Электрамагнітнае | Квантавая электрадынаміка (КЭД) | Электрычны зарад | Фатон | 1036 | ∞ | |
Моцнае | Квантавая хромадынаміка (КХД) | Каляровы зарад | Глюон | 1038 | (гл. дыскусія) | 10−15 |
Гісторыя
К пачатку XX стагоддзя высветлілася, што ўсе вядомыя да таго моманту сілы зводзяцца да двух фундаментальных узаемадзеянняў: электрамагнітнага і гравітацыйнага.
У 1930-я гады фізікі выявілі, што ядры атамаў складаюцца з нуклонаў (пратонаў і нейтронаў). Стала зразумела, што ні электрамагнітныя, ні гравітацыйныя ўзаемадзеянні не могуць растлумачыць, што ўтрымлівае нуклоны ў ядры. Было пастулявана існаванне новага фундаментальнага ўзаемадзеяння: моцнага ўзаемадзеяння. Аднак у далейшым аказалася, што і гэтага недастаткова, каб растлумачыць некаторыя з'явы ў мікрасвеце. У прыватнасці, было незразумела, што прымушае распадацца свабодны нейтрон. Тады было пастулявана існаванне слабага ўзаемадзеяння, і гэтага аказалася дастаткова для апісання ўсіх з'яў у мікрасвеце, што да гэтага часу назіраліся.
Стварэнне адзінай тэорыі фундаментальных узаемадзеянняў
Першай з тэорый узаемадзеянняў стала тэорыя электрамагнетызму, створаная Максвелам ў 1863 годзе. Затым у 1915 г. Эйнштэйн сфармуляваў агульную тэорыю адноснасці, якая апісвае гравітацыйнае поле. З'явілася ідэя пабудовы адзінай тэорыі фундаментальных узаемадзеянняў (якіх на той момант было вядома толькі два), падобна таму, як у Максвела атрымалася стварыць агульнае апісанне электрычных і магнітных з'яў. Такая адзіная тэорыя аб'яднала б гравітацыю і электрамагнетызм у якасці асобных праяў нейкага адзінага ўзаемадзеяння.
На працягу першай паловы XX стагоддзя шэраг фізікаў распачалі шматлікія спробы стварэння такой тэорыі, аднак ні адной цалкам здавальняючай мадэлі прапанавана не было. Гэта, сярод іншага, звязана з тым, што агульная тэорыя адноснасці і тэорыя электрамагнетызму розныя па сваёй сутнасці. Прыцягненне апісваецца скрыўленнем прасторы-часу, і ў гэтым сэнсе гравітацыйнае поле ўмоўна нематэрыяльнае (эмпірычна недыскрэтнае), але як і іншыя формы ўзаемадзеяння распаўсюджваецца з гранічна дапушчальнай хуткасцю святла (гл. ), у той час як электрамагнітнае поле прадстаўляе ўсе неабходныя атрыбуты матэрыі.
У другой палове XX стагоддзя задача пабудовы адзінай тэорыі ўскладнілася неабходнасцю ўнясення ў яе слабага і моцнага ўзаемадзеянняў, а таксама квантавання тэорыі.
У 1967 Абдус Салам і Стывен Вайнберг стварылі тэорыю электраслабага ўзаемадзеяння, якая аб'яднала электрамагнетызм і слабыя ўзаемадзеянні. Пазней у 1973 годзе была прапанавана тэорыя моцнага ўзаемадзеяння (квантавая хромадынаміка). На іх аснове была пабудавана Стандартная Мадэль элементарных часціц, якая апісвае электрамагнітнае, слабае і моцнае ўзаемадзеянні.
Эксперыментальная праверка Стандартнай Мадэлі заключаецца ў выяўленні прадказаных ёю часціц і іх уласцівасцей. На цяперашні час адкрыты ўсе элементарныя часціцы Стандартнай Мадэлі.
Такім чынам, у цяперашні час фундаментальныя ўзаемадзеянні апісваюцца двума агульнапрынятымі тэорыямі: агульнай тэорыяй адноснасці і стандартнай мадэллю. Іх аб'яднання пакуль дасягнуць не ўдалося з-за цяжкасцей стварэння квантавай тэорыі гравітацыі. Для далейшага аб'яднання фундаментальных узаемадзеянняў выкарыстоўваюцца розныя падыходы: тэорыя струн, петлявая квантавая гравітацыя, а таксама М-тэорыя.
Гл. таксама
- Выключна простая тэорыя ўсяго
Зноскі
- Прыблізна. Гл. Канстанта ўзаемадзеяння для больш дакладнага значэння сілы ў залежнасці ад часціцы і яе энергіі.
Вікіпедыя, Вікі, кніга, кнігі, бібліятэка, артыкул, чытаць, спампоўваць, бясплатна, бясплатна спампаваць, mp3, відэа, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнак, музыка, песня, фільм, кніга, гульня, гульні, мабільны, тэлефон, Android, iOS, Apple, мабільны тэлефон, Samsung, iPhone, Xiomi, Xiaomi, Redmi, Honor, Oppo, Nokia, Sonya, MI, ПК, Інтэрнэт, кампутар
U getaj staronki nyama praveranyh versij hutchej za ysyo yae yakasc ne acenvalasya na adpavednasc standartam Fundamentalnyya yzaemadzeyanni typy yzaemadzeyannya elementarnyh chascic i skladzenyh z ih cel yakasna adroznivayucca Na syonnya dakladna vyadoma isnavanne chatyroh fundamentalnyh uzaemadzeyannyay gravitacyjnaga elektramagnitnaga mocnaga slabaga Pry getym elektramagnitnae i slabae yzaemadzeyannya z yaylyayucca prayavami adzinaga elektraslabaga yzaemadzeyannya Vyaducca poshuki inshyh typay fundamentalnyh uzaemadzeyannyay yak u z yavah mikrasvetu tak i y kasmichnyh mashtabah adnak pakul yakoga nebudz inshaga typu fundamentalnaga yzaemadzeyannya ne vyyaylena U fizicy mehanichnaya energiya dzelicca na dva vidy patencyyalnuyu i kinetychnuyu energiyu Prychynaj zmeny ruhu cel zmeny kinetychnaj energii z yaylyaecca sila patencyyalnaya energiya gl drugi zakon Nyutana Dasleduyuchy my mozham zayvazhyc mnostva samyh raznastajnyh sil sila cyazharu sila nacyazhennya nitki sila scisku spruzhyny sila sutyknennya cel sila trennya sila supraciylennya pavetra sila vybuhu i g d Adnak kali byla vysvetlena atamarnaya struktura rechyva stala zrazumela shto ysya raznastajnasc getyh sil yosc vynik uzaemadzeyannya atamay adzin z adnym Pakolki asnoyny vid mizhatamnyh uzaemadzeyannyay elektramagnitny to yak akazalasya bolshasc getyh sil tolki roznyya prayavy elektramagnitnaga yzaemadzeyannya Adno z vyklyuchennyay skladae napryklad sila cyazharu prychynaj yakoj z yaylyaecca gravitacyjnae yzaemadzeyanne pamizh celami yakiya valodayuc masaj TablicaUzaemadzeyanne Byaguchae apisanne teoryyaj Zarad Chascica peranoschyk Adnosnaya sila Zalezhnasc ad adleglasci Radyus uzaemadzeyannya m Gravitacyya Agulnaya teoryya adnosnasci Masa Graviton gipatetych 1 1r2 displaystyle frac 1 r 2 Slabae Teoryya elektraslabaga yzaemadzeyannya TEЎ Slaby izaspin W W Z0 bazony 1025 1r e mW Z r displaystyle frac 1 r e m W Z r 10 18Elektramagnitnae Kvantavaya elektradynamika KED Elektrychny zarad Faton 1036 1r2 displaystyle frac 1 r 2 Mocnae Kvantavaya hromadynamika KHD Kalyarovy zarad Glyuon 1038 1 displaystyle 1 gl dyskusiya 10 15GistoryyaKalibrovachnyya bazony y ramkah Standartnaj madeli K pachatku XX stagoddzya vysvetlilasya shto yse vyadomyya da tago momantu sily zvodzyacca da dvuh fundamentalnyh uzaemadzeyannyay elektramagnitnaga i gravitacyjnaga U 1930 ya gady fiziki vyyavili shto yadry atamay skladayucca z nuklonay pratonay i nejtronay Stala zrazumela shto ni elektramagnitnyya ni gravitacyjnyya yzaemadzeyanni ne moguc rastlumachyc shto ytrymlivae nuklony y yadry Bylo pastulyavana isnavanne novaga fundamentalnaga yzaemadzeyannya mocnaga yzaemadzeyannya Adnak u dalejshym akazalasya shto i getaga nedastatkova kab rastlumachyc nekatoryya z yavy y mikrasvece U pryvatnasci bylo nezrazumela shto prymushae raspadacca svabodny nejtron Tady bylo pastulyavana isnavanne slabaga yzaemadzeyannya i getaga akazalasya dastatkova dlya apisannya ysih z yay u mikrasvece shto da getaga chasu naziralisya Stvarenne adzinaj teoryi fundamentalnyh uzaemadzeyannyayPershaj z teoryj uzaemadzeyannyay stala teoryya elektramagnetyzmu stvoranaya Maksvelam y 1863 godze Zatym u 1915 g Ejnshtejn sfarmulyavay agulnuyu teoryyu adnosnasci yakaya apisvae gravitacyjnae pole Z yavilasya ideya pabudovy adzinaj teoryi fundamentalnyh uzaemadzeyannyay yakih na toj momant bylo vyadoma tolki dva padobna tamu yak u Maksvela atrymalasya stvaryc agulnae apisanne elektrychnyh i magnitnyh z yay Takaya adzinaya teoryya ab yadnala b gravitacyyu i elektramagnetyzm u yakasci asobnyh prayay nejkaga adzinaga yzaemadzeyannya Na pracyagu pershaj palovy XX stagoddzya sherag fizikay raspachali shmatlikiya sproby stvarennya takoj teoryi adnak ni adnoj calkam zdavalnyayuchaj madeli prapanavana ne bylo Geta syarod inshaga zvyazana z tym shto agulnaya teoryya adnosnasci i teoryya elektramagnetyzmu roznyya pa svayoj sutnasci Prycyagnenne apisvaecca skryylennem prastory chasu i y getym sense gravitacyjnae pole ymoyna nemateryyalnae empirychna nedyskretnae ale yak i inshyya formy yzaemadzeyannya raspaysyudzhvaecca z granichna dapushchalnaj hutkascyu svyatla gl u toj chas yak elektramagnitnae pole pradstaylyae yse neabhodnyya atrybuty materyi U drugoj palove XX stagoddzya zadacha pabudovy adzinaj teoryi yskladnilasya neabhodnascyu ynyasennya y yae slabaga i mocnaga yzaemadzeyannyay a taksama kvantavannya teoryi U 1967 Abdus Salam i Styven Vajnberg stvaryli teoryyu elektraslabaga yzaemadzeyannya yakaya ab yadnala elektramagnetyzm i slabyya yzaemadzeyanni Paznej u 1973 godze byla prapanavana teoryya mocnaga yzaemadzeyannya kvantavaya hromadynamika Na ih asnove byla pabudavana Standartnaya Madel elementarnyh chascic yakaya apisvae elektramagnitnae slabae i mocnae yzaemadzeyanni Eksperymentalnaya praverka Standartnaj Madeli zaklyuchaecca y vyyaylenni pradkazanyh yoyu chascic i ih ulascivascej Na cyaperashni chas adkryty yse elementarnyya chascicy Standartnaj Madeli Takim chynam u cyaperashni chas fundamentalnyya yzaemadzeyanni apisvayucca dvuma agulnaprynyatymi teoryyami agulnaj teoryyaj adnosnasci i standartnaj madellyu Ih ab yadnannya pakul dasyagnuc ne ydalosya z za cyazhkascej stvarennya kvantavaj teoryi gravitacyi Dlya dalejshaga ab yadnannya fundamentalnyh uzaemadzeyannyay vykarystoyvayucca roznyya padyhody teoryya strun petlyavaya kvantavaya gravitacyya a taksama M teoryya Gl taksamaVyklyuchna prostaya teoryya ysyagoZnoskiPryblizna Gl Kanstanta yzaemadzeyannya dlya bolsh dakladnaga znachennya sily y zalezhnasci ad chascicy i yae energii