宇宙の基盤
あなたはどんな力を知っていますか？重力、糸の張力、バネの圧縮、体の衝突、
現在、次の 4 つの基本的な相互作用 (ヒッグス場を除く) の存在が確実に知られていることを考慮する価値があります。
重力 - 重力相互作用
重力は二人の間の引力です質量やエネルギーを持つ物体。誰もがこの基本的な影響を観察しており、そのおかげで人は座ったり、立ったり、横になったりすることができます。重力は、崖から石が落ちることで現れます。星の周りの惑星の動き。月が責任を負う海潮。重力は基本的な力の中で最も直観的で馴染みのあるものですが、説明するのは簡単ではありません。
このアイデアを最初に提案したのはアイザック・ニュートンでした重力、おそらく木から落ちるリンゴからインスピレーションを得たもの。彼はそれを、2 つの物体間の文字通りの引力として説明しました。数世紀後、アルバート・アインシュタインは、一般相対性理論 (GR) の中で、重力は引力でも力でもないと提案しました。むしろ、それは物体が時空を曲げた結果です。大きなオブジェクトは、紙の中央に置かれた大きなボールがその素材に影響を与え、変形させ、シート上の他の小さなオブジェクトを中央に向かって落下させるのとほぼ同じ方法で時空に作用します。
万有引力の法則
重力によって惑星同士が結びついていますが、星、太陽系、さらには銀河でも、特に分子レベルや原子レベルでは、基本的な力の中で最も弱いことが判明します。このように考えてみてください。ボールを地面から離すのはどれほど難しいでしょうか?それとも足を上げる？それともジャンプ？これらすべての行為は地球全体の重力に対抗します。そして、分子および原子レベルでは、重力は他の基本的な力にほとんど影響を与えません。
弱い力と粒子の減衰
弱い力、あるいは弱い核力、粒子の崩壊に関与します。これは、あるタイプの亜原子粒子から別のタイプの素粒子への文字通りの変換です。たとえば、中性子から逸脱したニュートリノは、中性子を陽子に、ニュートリノを電子に変えることができます。
物理学者はこの相互作用を交換によって説明しますボソン。これらの力を運ぶ粒子、つまりそのタイプのいくつかは、弱い力、電磁力、および強い力の原因となります。弱い力では、ボソンは W ボソンおよび Z ボソンと呼ばれる荷電粒子です。亜原子粒子 (陽子、中性子、電子) が互いに 10 ～ 18 メートル (陽子の直径の 0.1%) 以内にある場合、これらの粒子はこれらのボソンを交換できます。その結果、亜原子粒子は新しい粒子に分裂します。
弱い結合は次の場合に重要です核融合反応。それらは太陽に電力を供給し、地球上のほとんどの生命体に必要なエネルギーを生成します。ちなみに、これが、考古学者が古代の骨、木材、その他の以前に生きていた遺物の年代を決定するために炭素14を使用する理由です。炭素 14 には 6 つの陽子と 8 つの中性子があります。これらの中性子の 1 つが陽子に崩壊して、7 つの陽子と 7 つの中性子を持つ窒素 14 を形成します。この崩壊は予測可能な速度で発生するため、科学者は遺物の年代を判断することができます。
電磁力
電磁力（ローレンツ力）が作用します荷電粒子間-負に帯電した電子と正に帯電した陽子。反対の電荷は互いに引き付け合いますが、同じ電荷は反発します。充電量が多いほど、電力も多くなります。そして重力のように、この力を感じることができます。
名前が示すように、電磁力電気力と磁力の2つの部分で構成されています。最初、物理学者はこれらの力を互いに別々に説明しましたが、後でそれらが1つの構成要素であることに気づきました。
電気部品はの間で作用します荷電粒子は、移動しているかどうかに関係なく、フィールドを作成します。これにより、料金が相互に影響を与える可能性があります。しかし、動き始めるとすぐに、これらの荷電粒子は2番目の成分である磁力も示します。それらが動くとき、それらはそれらの周りに磁場を作ります。したがって、電子がワイヤーを貫通して、たとえばコンピューターや電話を充電したり、テレビの電源を入れたりすると、ワイヤーは磁性を帯びます。
電磁力はの間で伝達されます質量のない力を支えるボソン（光子でもある光子）の交換による荷電粒子。しかし、力を運ぶ光子はそれらの別の現れです。テネシー大学ノックスビル校によると、それらは仮想的で検出不可能ですが、技術的には、実際の検出可能なバージョンの光子と同じ粒子です。
電磁力はいくつかの原因です最も一般的な現象の例：摩擦、弾性、法線力、および特定の形状で固体を一緒に保持する力。彼女は、たとえば鳥や飛行機が直面する抵抗にも責任があります。これは、帯電した（または中性の）粒子同士の相互作用によるものです。たとえば、（重力によって本が地面に引っ張られるのではなく）本をテーブルに保持する垂直抗力は、テーブルの原子の電子が本の原子の電子をはじく結果です。
強い力-重力よりも数兆兆兆兆
強い核力、または強い核相互作用は、自然の4つの基本的な力の中で最も強力です。 HyperPhysicsによると、これは重力の6千兆兆兆（6の後の39のゼロ）倍の強さです。これは、物質の基本的な粒子を結び付けて、より大きな粒子を形成するためです。陽子と中性子を構成するクォークをまとめ、強い力の一部が原子核の陽子と中性子をまとめます。
弱い力のように、強い相互作用は、素粒子が互いに非常に接近している場合にのみ機能します。それらは互いに10〜15メートル以内のどこかにあるはずです（おおよそ陽子の直径内）。
ただし、強い相互作用は、"奇妙な"。実際のところ、他の基本的な力とは異なり、素粒子が互いに近づくにつれて弱くなるのです。フェルミ研究所の研究者らが書いているように、粒子ができるだけ遠く離れたときに、強い相互作用は最大の「強度」に達します。一旦射程内に入ると、質量のない荷電ボソン (グルーオン) がクォーク間に強い力を伝達し、クォークを「接着」した状態に保ちます。強い力のごく一部、つまり残留する強い力は、陽子と中性子の間に作用します。原子核内の陽子は同様の電荷により互いに反発しますが、残留する強い力がこのプロセスを克服することができます。これが、粒子が原子核内で結合したままになる理由です。
万物の偉大な統一と理論
4つの未解決問題基本的な力は、それらが本当に宇宙の唯一の大きな力の現れであるかどうかです。これが事実であれば、それぞれが他のものとマージできるはずであり、それができるという証拠はすでにあります。
の物理学者シェルドングラショーとスティーブンワインバーグインペリアルカレッジロンドンのアブドゥッサラームとハーバード大学は、電弱力の概念を形成するために電磁力と弱い力を組み合わせたため、1979年にノーベル物理学賞を受賞しました。大統一理論の作成に取り組んでいる物理学者は、電弱相互作用と強い相互作用を組み合わせて、電子核相互作用を決定しようとしています。以前はモデルによって予測されていましたが、まだ観察されていません。パズルの最後のピースは、重力と電子核力を組み合わせて、すべての理論を開発する必要があります。これは、宇宙全体を説明できる基礎です。
しかし、物理学者は組み合わせるのがかなり難しいと感じました巨視的な微視的な世界。大規模で特に天文学的なスケールでは、重力が支配的であり、アインシュタインの一般相対性理論によって最もよく説明されます。しかし、分子レベル、原子レベル、または亜原子レベルでは、量子力学は自然界を最もよく表します。そして、これまで、これら2つの世界を統合するための良い方法を考え出した人は誰もいませんでした。
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ヒッグス場は自発的な違反を提供しますその理論の開発者である英国の物理学者ピーター・ヒッグスにちなんで名付けられた、真空対称性の破れによる電弱相互作用の対称性。この場の量子はヒッグス粒子（ヒッグス粒子）です。
WボソンとZボソン-素粒子、弱い相互作用のキャリア。彼らの発見は、素粒子物理学の標準模型の主要な成功の1つと見なされています。 W粒子は、相互作用名の最初の文字にちなんで名付けられています-弱い相互作用
炭素14は、原子番号6、質量数14の化学元素炭素の放射性核種です。
窒素同位体はさまざまな化学原子です原子核内の中性子の含有量が異なる元素窒素。天然窒素は、原子濃度がそれぞれ0.99636と0.00364の2つの安定同位体¹⁴Nと¹⁵Nで構成されています。
中性粒子は素粒子であり、電荷を持っています。中性粒子には、例えば、光子、中性子、ニュートリノが含まれる。しかしながら、中性粒子は、より高い多極子の磁気モーメントおよび電気モーメント、例えば、四重極モーメントを有する可能性がある。
通常の反力は作用する力です本体はサポートの側面から、接触面に対して垂直に向けられています。接触ゾーンの領域全体に分散しています。体の動きのダイナミクスを分析する際に考慮に入れる必要があります。アモントン-クーロンの法則の数値。