نیروهای بنیادی

نیروهای بنیادی در فیزیک (که گاهی آن ها را نیروهای تعاملی نیز می نامند) نیروهایی هستند که بوسیلهٔ آن ها ساده ترین ذرات در جهان با یکدیگر اندرکنش (تعامل) دارند. یک نیرو را زمانی «بنیادی» می گوییم که نتوان آن را بوسیلهٔ دیگر نیروها توصیف کرد. چهار نیروی بنیادی شناخته شده عبارتند از: نیروی هسته ای ضعیف، نیروی هسته ای قوی، نیروی الکترومغناطیسی و گرانش. نیروهای هسته ای قوی و ضعیف را به ترتیب با نام های نیروی قوی و ضعیف هم می شناسند. احتمالاً به جز گرانش، بقیه این نیروها به وسیله یک سری محاسبات تقریبی که به نظریهٔ اختلال معروف است، قابل توصیفند. گویی اعمال نیروی بنیادی معادل تبادل بوزون بین ذرات است. با این حال مواردی هم وجود دارد که نظریهٔ اختلال نمی تواند به خوبی پدیدهٔ مشاهده شده را توصیف کند. مانند حالت پیوند و تک موج.
ادغام نیروهای الکتریکی و مغناطیسی به الکترومغناطیسی
ادغام نیروهای الکترومغناطیسی و اندرکنش ضعیف به نیروی الکتریکی ضعیف (کهربایی ضعیف)
در مدل مفهومی نیروهای بنیادی، جرم از فرمیونها تشکیل شده است. فرمیون ها خود دارای دو ویژگی بار و گردش (اسپین) ۱⁄۲± هستند، (گشتاور زاویه ای ذاتی ħ/۲ ± که ħ ثابت کاهش یافته پلانک است) و آن ها توسط بوزون ها یکدیگر را می ربایند یا می رانند.
اندرکنش بین هر جفت از فرمیون ها بوسیلهٔ نظریهٔ اختلال به شکل زیر مدل می شود.
مبادلهٔ بوزون همواره با انرژی همراه است و بین فرمیون ها گشتاور ایجاد می کند و در نتیجه سرعت و جهت آن ها را تغییر می دهد. در طول این فرایند احتمال دارد که بین فرمیون ها انتقال بار نیز صورت گیرد یا بار آن ها تغییر کند (مثلا فرمیون ها را از نوعی به نوعی دیگر تبدیل کند). از آنجایی که بوزون ها تنها یک واحد گشتاور زاویه ای حمل می کنند در طول چنین فرایندی جهت گردش فرمیون ها (اسپین) از ۱⁄۲+ به ۱⁄۲- (واحد ضریب کاهش یافته پلانک) تغییر می کند. (یا برعکس)

نیروهای بُنیادی (fundamental forces)
نیروهای بُنیادی
نیروهای بُنیادی
نیروهای بُنیادی
نیروهای بُنیادی
در فیزیک، چهار برهم کنش بنیادی. امروزه همۀ کارکردها و تحولات عالم فیزیکی را ناشی از این چهار برهم کنش بنیادی می دانند. دو برهم کنش منجربه ظهور نیروهای بلندبرد می شوند و دو برهم کنش دیگر نیز نیروهای کوتاه برد را پدید می آورند. دو نیروی بلندبرد عبارت اند از (۱) نیروی گرانشی یا گرانی، که بین همۀ ذراتی وارد می شود که جرم داشته باشند و از جمله نگه دارندۀ سیارات در مدارشان به دور خورشید است، و (۲) نیروی الکترومغناطیسی که بین همۀ ذراتی وارد می شود که بار الکتریکی دارند و ازجمله مانع از فروپاشیده شدن اجسام جامد می شود. دو نیروی کوتاه بردی که در فاصله هایی درحد ابعاد هستۀ اتم کارکرد دارند عبارت اند از (۱) نیروی هسته ای ضعیف، که در گسیل ذرات بتا از بعضی ذرات و هسته ها دخالت دارد و ازجمله منجر به واکنش های گرماهسته ای در خورشید می شود؛ و (۲) نیروی هسته ای قوی که پیونددهندۀ پروتون ها و نوترون ها در هسته های اتمی است. قدرت نسبی این چهار نیرو به این صورت است: قوی، ۱؛ الکترومغناطیسی، ۲-۱۰؛ ضعیف، ۶-۱۰؛ گرانشی، ۴۰-۱۰. در حدود ۱۹۷۱، فیزیک دان پاکستانی، محمد عبدالسلام، و دو فیزیک دان امریکایی، استیون واینبرگ و شلدون گلاشو، نظریه ای پدیدآوردند که بنا به آن، نیروهای ضعیف و الکترومغناطیسی جنبه های گوناگون نیروی واحدی با نام نیروی الکتروضعیف شمرده می شوند. مشاهداتی که در دهۀ ۱۹۸۰ در سرن صورت گرفت تأییدی تجربی بر این نظریه بود. فیزیک دانان اکنون دست اندرکار نظریه سازی هایی اند که هر چهار نیرو در آن ها به وحدت برسند. نیز ← ابرتقارن