Fundamenta forto

El Vikipedio, la libera enciklopedio
Saltu al: navigado, serĉo

En fiziko, kialo por iu ajn akcelo aŭ aliaj ŝanĝoj en movoj estas fortoj. Esplorante la naturon oni povas vidi preskaŭ senliman kvanton de diferaj fortoj: forto de pezo, de tensio, de elasteco, de froto, de aera rezisto, de eksplodo ktp. Sed kiam oni eksciis la atoman strukturon de substanco, fizikistoj komprenis ke ĉiuj tiaj fortoj eblas priskribi per interagoj inter atomoj kaj elektronoj. Do ĉiuj fortoj eblis priskribi kiel formoj de elektromagnetaj interagoj, krom tiuj de gravitaj interagoj inter masoj. Tiuj du fortoj estis nomitaj fundamentaj fortoj de fiziko.

En 1930-aj jaroj oni malkovris la nukleon de atomo kaj ĝian fajnan strukturon (protonojn kaj neŭtronojn). Gravito aŭ elektromagneta forto ne povis klarigi kio tenas protonojn kaj neŭtronojn kune. Pro tio oni postulis trian fundamentan forton - la fortan nuklean forton. Poste oni ankaŭ bezonis la kvaran, ĉar alie ne eblis kompreni kelkajn interagojn en kvantuma mondo, ekzemple disfalon de liberaj neŭtronoj. Tiun forton oni nomis malforta nuklea forto.

Do, en moderna fiziko la kvar fundamentajn fortojn de la universo oni nomas:

Ĝis nun tio sufiĉas por kompreni iun ajn forton aŭ interagon, kiun la scienco konas.

Nuntempe por ĉiu fundamenta forto oni postulis ekziston de partiklo, kiu tenas ĝin. Tiu nomiĝas kalibra bosono.

Komparotabelo[redakti | redakti fonton]

nomo kalibra bosono relative kompara forto konduto rilate distancon etenda distanco
Forta nuklea forto gluono 1040 1/r7 1.4 x 10-15 metrojn
Elektromagneta forto fotono 1038 1/r2 infinita
Malforta nuklea forto bosonoj "W" kaj "Z" 1015 1/r5 - 7 10-18 metrojn
Gravito gravitono 100 1/r2 infinita

Unuita teorio de fundamentaj fortoj[redakti | redakti fonton]

Unua ĝenerala teorio pri fundamentaj fortoj estis teorio de elektromagnetismo, kreita far James Clerk Maxwell en 1863. Poste, en 1915, Albert Einstein enkondukis ĝeneralan teorion de relativeco, kiu priskribis gravitan kampon. Elektromagnetismo kaj gravito estis nuraj fundamentaj fortoj konataj tiatempe, kaj aperis ideo ke eblas unuigi ilin per iu komuna teorio, same kiel Maxwell unuigis elektron kaj magnetismon. Tia teorio rigardus graviton kaj elektromagnetismon kiel aspektoj de iu unu fenomeno.

Dum unua duono de 20-a jarcento multaj fizikistoj provis krei tian teorion, sed neniu el ili aperis tute ĝusta. Parte kialo estis tio, ke teorio de elektromagnetismo kaj de ĝenerala relativeco havas malsaman naturon. La gravito estas priskribata kiel kurvado de spaco-tempo kaj estas en tiu senco nemateria. Elektromagneta kampo, tamen, estas eco de apartaj partikloj kaj, do, estas materio en plena senco de la vorto.

En dua duono de 20-a jarcento la problemo plu malfaciliĝis pro bezono de inkludo de malforta kaj forta nukleaj fortoj kaj kvantumado.

En 1967 Abdus Salam kaj Steven Weinberg kreis teorion de elektromalforta forto, kiu unuigis elektromagnetan forton kun la malforta (poste la teorio estis pruvita dum eksperimentoj ĉe Granda Elektron-Pozitrona Koliziigilo). En 1973 ankaŭ aperis teorio de forta nuklea forto (Kvantuma kolordinamiko). Surbaze de tiuj teorioj estis kreita norma modelo de elementaj partikloj, kiu priskribis tri fundamentajn fortojn - la elektromagneta, la forta kaj la malforta.

Eksperimenta pruvo de la Standarda Modelo estas trovo de ĉiuj antaŭdiritaj partikloj kun antaŭdiritaj ecoj. Nun, en komenco de jaro 2009, estas trovitaj ĉiuj fundamentaj partikloj de Standarda Modelo krom bosono de Higgs.

Sekve, nun fundamentaj fortoj estas priskribataj per du teorioj: la ĝenerala teorio de relativeco kaj la Standarda Modelo. Pro malfacileco de kreo de teorio de kvantuma gravito, oni ankoraŭ ne povas unuigi tiujn du. Por plian unuigon oni provas uzi kelkajn novajn teoriojn kiel teorio de kordoj kaj M-teorio.

Vidu ankaŭ[redakti | redakti fonton]

Eksteraj ligiloj[redakti | redakti fonton]