Готовый перевод String Theory for Dummies / Теория струн для «чайников»: Grasping for the Fundamental Forces of Physics / Осознание фундаментальных сил в природе

Осознание фундаментальных сил в природе

Даже в то время как число частиц становилось более странным и сложным, найти способы взаимодействий между ними оказалось на удивление просто.

В 20-м веке ученые обнаружили, что объекты во Вселенной испытывают только четыре фундаментальных типа взаимодействий:

✓ Электромагнитное
✓ Сильное ядерное взаимодействие
✓ Слабое ядерное взаимодействие
✓ Гравитация

Физики обнаружили глубокие связи между этими силами -
за исключением гравитации, которая, кажется, стоит в стороне от остальных, по причинам, которые физикам не ясны до сих пор.

Попытка объединить гравитацию со всеми другими силами - чтобы узнать, как фундаментальные силы связаны друг с другом - это ключевое момент, который, как надеются многие физики, сможет прояснить теория квантовой гравитации.

Электромагнетизм: Сверхбыстрые волны  энергии

Обнаруженная в 19 веке электромагнитная сила (или электромагнетизм) является объединением электростатической и магнитной силы. В  середине 20-го века эта сила нашла объяснение в рамках квантовой  механики, названной квантовой электродинамикой, или QED.

В этой концепции электромагнитная сила передается частицами света, называемыми фотонами.  Отношение между электричеством и магнетизмом рассматривается в главе 5,  но основа отношений сводится к электрическому заряду и его движению.

Электростатическая сила вызывает заряды, прикладывающие друг к другу силу в соотношении, похожем на гравитацию (но сильнее) - по закону обратных квадратов.

Однако на этот раз интенсивность основывается не на массе  объекта, а на заряде.

Электрон является частицей, которая содержит отрицательный электрический заряд, в то время как протон в ядре атома имеет положительный электрический заряд. Традиционно  электричество рассматривается как поток электронов (отрицательных зарядов) через провод.

Этот поток электронов называется электрическим током. Провод с электрическим током, протекающим через него, создает магнитное поле.

С другой стороны, когда магнит перемещается вблизи провода, он вызывает течение тока.  (На этом основано большинство электрогенераторов.)

Это способ связать между собой электричество и магнетизм. В 1800-х годах  физик Джеймс Клерк Максвелл объединил эти два понятия в одну теорию,  названную электромагнетизмом, который описывает эту силу как волны энергии, движущиеся  в пространстве.

Одним из ключевых компонентов объединения Максвелла было открытие того, что электромагнитные силы двигались со скоростью света. Другими словами, электромагнитные волны, предсказанные Максвеллом по его теории, были разновидностью световых  волн.

Квантовая электродинамика сохраняет это отношение между электромагнетизмом и светом, потому что в квантовой электродинамике информация о силе передается  между двумя заряженными частицами (или магнитными частицами) другой частицей -  фотоном, или частицей света. (Физики говорят, что электромагнитная сила  опосредована фотоном.)

Ядерные силы: Что сильное взаимодействие  присоединяет, то слабое взаимодействие отрывает.

В дополнение к гравитации и электромагнетизму, физики 20-го века обнаружили  две ядерных силы, названные сильном ядерным взаимодействием и слабым ядерным взаимодействием.

Эти силы также опосредованы частицами. Сильное взаимодействие опосредуется типом частиц, называемых глюонами. Слабое взаимодействие опосредовано тремя  частицами: Z, W + и W-бозонами. (Вы можете прочитать больше об этих частицах в  Глава 8.)

Сильное ядерное взаимодействие удерживает вместе кварки, формируя протоны и нейтроны, но оно также удерживает протоны и нейтроны вместие внутри атомного ядра.

Слабое ядерное взаимодействие, с другой стороны, отвечает за радиоактивный  распад, например, когда нейтрон распадается, образуя протон.

Процессы, регулируемые слабым ядерным взаимодействием, ответственны за сжигание звезд и образование тяжелых элементов внутри звезд.

Внимание! Этот перевод, возможно, ещё не готов.
Его статус: перевод редактируется

Переведено на Нотабеноиде
http://notabenoid.org/book/38781/145075

Переводчики: cosinus, 0Z, Irina73