우주의 기초
당신은 어떤 힘을 알고 있나요? 중력, 실 장력, 스프링 압축, 본체 충돌,
오늘날 네 가지 기본 상호 작용의 존재가 확실하게 알려져 있다는 점을 고려해 볼 가치가 있습니다(힉스 장을 제외하고).
중력 - 중력 상호작용
중력은 둘 사이의 인력이다질량이나 에너지를 가지고 있는 물체. 모두가 이 근본적인 영향을 관찰했으며 그 덕분에 사람은 앉거나 서거나 누울 수 있습니다. 중력은 절벽에서 돌이 떨어질 때 나타납니다. 별 주위의 행성의 움직임; 달이 책임지는 바다의 조수. 중력은 가장 직관적이고 가장 친숙한 기본 힘이지만 설명하기가 가장 쉽지는 않습니다.
이 아이디어를 최초로 제안한 사람은 아이작 뉴턴(Isaac Newton)이었습니다.중력은 나무에서 떨어지는 사과에서 영감을 얻은 것으로 추정됩니다. 그는 그것을 문자 그대로 두 물체 사이의 매력으로 묘사했습니다. 몇 세기 후, 알베르트 아인슈타인(Albert Einstein)은 일반 상대성 이론(GR)에서 중력은 인력이나 힘이 아니라고 제안했습니다. 대신에, 그것은 시공간을 구부리는 물체의 결과입니다. 큰 물체는 종이 한 장의 중앙에 놓인 큰 공이 그 재료에 영향을 주어 변형시키고 시트 위의 다른 작은 물체가 가운데로 떨어지게 하는 것과 거의 같은 방식으로 시공간과 함께 작동합니다.
만유 인력의 법칙
중력이 행성들을 하나로 묶고 있지만,별, 태양계, 심지어 은하까지, 특히 분자 및 원자 수준에서 기본 힘 중 가장 약한 것으로 밝혀졌습니다. 이렇게 생각해 보세요. 공을 땅에서 떨어뜨리는 것이 얼마나 어려운가요? 아니면 다리를 올려? 아니면 점프? 이러한 모든 행동은 지구 전체의 중력에 대응합니다. 그리고 분자 및 원자 수준에서 중력은 다른 기본 힘에 거의 영향을 미치지 않습니다.
약한 힘과 입자 붕괴
약한 힘, 즉 약한 핵력,입자의 붕괴를 담당합니다. 이것은 한 유형의 아원자 입자가 다른 유형으로 문자 그대로 변환되는 것입니다. 예를 들어, 중성자에서 벗어난 중성미자는 중성자를 양성자로, 중성미자를 전자로 바꿀 수 있습니다.
물리학자들은 교환을 통해 이러한 상호 작용을 설명합니다.보존. 이러한 힘을 전달하는 입자, 즉 일부 유형은 약력, 전자기력 및 강한 힘을 담당합니다. 약력에서 보존은 W 및 Z 보존이라고 불리는 하전 입자입니다. 양성자, 중성자, 전자와 같은 아원자 입자가 10~18m(양성자 직경의 0.1%) 떨어져 있으면 보존을 교환할 수 있습니다. 결과적으로 아원자 입자는 새로운 입자로 분해됩니다.
약한 결합은 다음과 같은 경우에 중요합니다.핵융합 반응. 그것들은 태양에 전력을 공급하고 지구상의 대부분의 생명체에 필요한 에너지를 생산하는 것입니다. 그건 그렇고, 이것이 고고학자들이 탄소-14를 사용하여 고대 뼈, 나무 및 기타 이전에 살았던 유물의 연대를 결정하는 이유입니다. 탄소-14에는 6개의 양성자와 8개의 중성자가 있습니다. 이 중성자 중 하나는 양성자로 붕괴하여 7개의 양성자와 7개의 중성자로 구성된 질소-14를 형성합니다. 이러한 붕괴는 예측 가능한 속도로 발생하므로 과학자들은 유물의 연대를 결정할 수 있습니다.
전자기력
전자기력 (Lorentz 힘)이 작용합니다.하전 된 입자 사이-음으로 하전 된 전자와 양으로 하전 된 양성자. 반대 요금은 서로를 끌어 당기는 반면 동일한 요금은 격퇴합니다. 더 많이 충전할수록 더 많은 전력이 공급됩니다. 그리고 중력처럼이 힘을 느낄 수 있습니다.
이름에서 알 수 있듯이 전자기력전기력과 자기력의 두 부분으로 구성됩니다. 처음에 물리학 자들은 이러한 힘을 서로 따로 설명했지만 나중에 그것들이 하나의 구성 요소라는 것을 깨달았습니다.
전기 구성 요소는하전 입자는 이동 여부에 관계없이 장을 생성합니다. 그것으로 요금은 서로 영향을 미칠 수 있습니다. 그러나 그들이 움직이기 시작하자마자,이 하전 된 입자들은 또한 두 번째 성분 인 자기력을 나타냅니다. 움직일 때 주위에 자기장을 생성합니다. 따라서 전자가 전선을 관통하여 컴퓨터 나 전화를 충전하거나 TV를 켜면 전선이 자성을 띠게됩니다.
전자기력은질량이없고 힘을 지탱하는 보손 (광자)의 교환을 통해 하전 된 입자는 빛의 입자이기도합니다. 그러나 힘을 전달하는 광자는 그것들의 또 다른 표현입니다. 녹스빌에있는 테네시 대학에 따르면, 그것들은 가상이며 탐지 할 수 없지만, 기술적으로는 실제 및 탐지 가능한 광자의 버전과 동일한 입자입니다.
전자기력은 일부를 담당합니다.가장 일반적인 현상 : 마찰, 탄성, 수직력 및 주어진 모양에서 고체를 함께 유지하는 힘. 예를 들어 그녀는 새와 비행기가 직면하는 저항에 대해서도 책임이 있습니다. 이는 하전 된 (또는 중성) 입자가 서로 상호 작용하기 때문입니다. 예를 들어, 중력이 책을 땅으로 끌어 당기는 대신에 책을 탁자에 고정하는 수직 힘은 탁자 원자의 전자가 책의 원자에있는 전자를 반발하는 결과입니다.
강력한 힘-수조 수조 중력보다 강한 수조
강한 핵력 또는 강한 핵상호 작용은 자연의 네 가지 근본적인 힘 중 가장 강력합니다. HyperPhysics에 따르면, 이것은 중력보다 6 천 조조 (6 조 이후에는 39 개의 0) 배 더 강하다고합니다. 이것은 물질의 기본 입자를 함께 묶어 더 큰 입자를 형성하기 때문입니다. 그것은 양성자와 중성자를 구성하는 쿼크를 함께 보유하고 있으며, 강력한 힘의 일부는 원자핵의 양성자와 중성자를 함께 보유합니다.
약한 힘처럼 강한상호 작용은 아 원자 입자가 서로 매우 가까울 때만 작동합니다. 그것들은 서로 10-15 미터 이내에 있어야합니다 (대략 양성자 직경 이내).
그러나 강한 상호작용은 다음과 같이 불릴 수 있습니다."이상한". 사실은 다른 기본 힘과는 달리 아원자 입자들이 서로 접근할수록 약해진다는 것입니다. Fermilab 연구원들이 쓴 것처럼, 입자가 최대한 멀리 떨어져 있을 때 강한 상호작용은 최대 "강도"에 도달합니다. 일단 범위 내에 들어오면 질량이 없는 전하를 띤 보존(글루온)이 쿼크 사이에 강력한 힘을 전달하여 쿼크를 "접착" 상태로 유지합니다. 강한 힘의 작은 부분(잔류 강한 힘)이 양성자와 중성자 사이에 작용합니다. 핵 속의 양성자들은 비슷한 전하를 갖고 있기 때문에 서로 밀어내지만, 남아 있는 강한 힘이 이 과정을 극복할 수 있습니다. 이것이 바로 입자들이 원자핵 속에 서로 묶여 있는 이유입니다.
위대한 통일과 모든 이론
해결되지 않은 4가지 문제근본적인 힘은 그것이 정말로 우주에 있는 하나의 거대한 힘의 표현인지 여부입니다. 그렇다면 각각은 다른 것과 합쳐질 수 있어야 하며, 그럴 수 있다는 증거가 이미 있습니다.
물리학 자 Sheldon Glashow와 Steven WeinbergImperial College London의 Abdus Salam이있는 Harvard University는 전자기력과 약한 힘을 결합하여 전기 약한 힘의 개념을 형성 한 공로로 1979 년 노벨 물리학상을 받았습니다. 대 통일 이론의 창안을 연구하는 물리학 자들은 전자-핵을 결정하기 위해 전기 약한 상호 작용과 강한 상호 작용을 결합하려고합니다. 이전에 모델에 의해 예측되었지만 아직 관찰되지 않았습니다. 퍼즐의 마지막 조각은 전체 우주를 설명 할 수있는 기초 인 모든 이론을 개발하기 위해 중력과 전자-핵력을 결합해야합니다.
그러나 물리학 자들은 결합하기가 다소 어렵다는 것을 발견했습니다.거시적 인 세계. 크고 특히 천문학적 규모에서 중력이 지배적이며 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의해 가장 잘 설명됩니다. 그러나 분자, 원자 또는 아 원자 수준에서 양자 역학은 자연 세계를 가장 잘 설명합니다. 그리고 지금까지 아무도이 두 세계를 하나로 모으는 좋은 방법을 찾지 못했습니다.
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Higgs 필드는 자발적 위반을 제공합니다.이론의 개발자 인 영국 물리학 자 Peter Higgs의 이름을 따서 명명 된 진공 대칭의 파괴로 인한 전기 약한 상호 작용의 대칭. 이 장의 양자는 Higgs 입자 (Higgs boson)입니다.
W- 및 Z-bosons-기본 입자,약한 상호 작용의 운반자. 그들의 발견은 입자 물리학의 표준 모델의 주요 성공 중 하나로 간주됩니다. W 입자는 상호 작용 이름의 첫 글자 인 약한 상호 작용을 따서 명명됩니다.
탄소 -14는 원자 번호 6과 질량 번호 14를 가진 화학 원소 탄소의 방사성 핵종입니다.
질소 동위 원소는 다양한 화학 원자입니다핵에서 중성자의 함량이 다른 원소 질소. 천연 질소는 각각 원자 농도가 0.99636 및 0.00364 인 두 개의 안정 동위 원소 ¹⁴N 및 ¹⁵N으로 구성됩니다.
중성 입자는 기본 입자입니다.전하가 있습니다. 중성 입자는 예를 들어 광자, 중성자, 중성미자를 포함합니다. 그러나 중성 입자는 자기 모멘트와 더 높은 다 극성의 전기 모멘트 (예 : 사중 극자 모멘트)를 가질 수 있습니다.
정상적인 반응의 힘은지지대의 측면에서 몸체를 분리하고 접촉면에 수직으로 향하게합니다. 접촉 영역 영역에 분산되어 있습니다. 신체 움직임의 역학을 분석 할 때 고려됩니다. Amonton-Coulomb 법칙의 수치.