القوى الأساسية الأربعة - موسوعة ويكي عربي - إبحث عن موضوع - منوعات ثقافية

القوى الأساسية الأربعة

كتابة: فريق الموسوعة - آخر تحديث: 16 فبراير 2021
القوى الأساسية الأربعة

ماهي القوى الأساسية الأربعة

القوى الأساسية الأربعة –  (أو التفاعلات الأساسية) للفيزياء  و هي الطرق التي تتفاعل بها الجزيئات الفردية مع بعضها البعض و اتضح أن كل تفاعل منفرد تمت ملاحظته يحدث في الكون يمكن تقسيمه ووصفه بأربعة أنواع فقط :1

  • الجاذبية
  • الكهرومغناطيسية
  • تفاعل ضعيف (أو قوة نووية ضعيفة)
  • تفاعل قوي (أو قوة نووية قوية)

قوة الجاذبية

من بين القوى الأساسية ، حيث تمتلك الجاذبية أقصى مسافة ، لكنها الأضعف من حيث الحجم الفعلي.

إنها قوة جذابة بحتة تصل من خلال “الفارغ” من الفضاء لجذب كتلتين تجاه بعضهما البعض و إنها تحافظ على الكواكب في مداره حول الشمس والقمر في مداره حول الأرض.

وتوصف الجاذبية في إطار نظرية النسبية العامة ، والتي تعرفها بأنها انحناء الزمكان حول جسم من الكتلة و هذا الانحناء ، بدوره ، يخلق وضعا يكون فيه مسار الطاقة الأقل باتجاه الجسم الآخر من الكتلة.

القوة الكهرومغناطيسية

الكهرومغناطيسية هي تفاعل الجسيمات مع شحنة كهربائية و تتفاعل الجزيئات المشحونة أثناء الراحة من\ خلال القوى الإلكتروستاتية ، بينما تتفاعل أثناء الحركة من خلال القوى الكهربائية والمغناطيسية.

لفترة طويلة ، كانت القوى الكهربائية والمغناطيسية تعتبر قوى مختلفة ، ولكن تم توحيدها أخيرًا بواسطة جيمس كليرك ماكسويل في عام 1864 ، تحت معادلات ماكسويل و في الأربعينيات من القرن العشرين ، قامت الديناميكا الكهربائية الكمومية بتوحيد الكهرومغناطيسية مع فيزياء الكم.

قد تكون الكهرومغناطيسية القوة الأكثر انتشارًا في عالمنا ، حيث يمكن أن تؤثر على الأشياء على مسافة معقولة وبقدر لا بأس به من القوة.

التفاعل الضعيف – قوة نووية ضعيفة

التفاعل الضعيف هو قوة قوية للغاية تعمل على نطاق النواة الذرية و أنه يسبب ظواهر مثل تسوس بيتا و لقد تم دمجها مع الكهرومغناطيسية كتفاعل واحد يسمى “التفاعل الضعيف الكهربائي”. ويتوسط التفاعل الضعيف بواسطة boson W  (هناك نوعان ، W + و W  bosons) وكذلك Z boson.

التفاعل القوي – قوة نووية قوية

أقوى القوى هي التفاعل القوي المسمى بشكل مناسب ، والذي هو القوة التي ، من بين أشياء أخرى ، تحافظ على النيوكليونات (البروتونات والنيوترونات) مرتبطة ببعضها البعض. في ذرة الهيليوم ، على سبيل المثال ، من القوي ربط بروتونين معًا على الرغم من أن شحنتهما الكهربية الإيجابية تسبب لهما في صد بعضهما البعض.

في جوهرها ، يسمح التفاعل القوي للجزيئات المسماة بالغلونات بربط الكواركات معًا لإنشاء النوكليونات في المقام الأول. حيث يمكن أن تتفاعل Gluons أيضًا مع gluons الأخرى ، مما يمنح التفاعل القوي مسافة غير محدودة من الناحية النظرية ، وعلى الرغم من أن مظاهرها الرئيسية كلها في المستوى دون الذري.

توحيد القوى الأساسية

يعتقد العديد من علماء الفيزياء أن القوى الأساسية الأربعة جميعها هي في الواقع مظاهر قوة أساسية (أو موحدة) لم يتم اكتشافها بعد.

و تماما كما تم توحيد الكهرباء والمغناطيسية والقوة الضعيفة في تفاعل الضعيف الكهربائي ، فإنها تعمل على توحيد جميع القوى الأساسية.

التفسير الميكانيكي الكمومي الحالي لهذه القوى هو أن الجسيمات لا تتفاعل بشكل مباشر ، بل تُظهر الجزيئات الافتراضية التي تتوسط في التفاعلات الفعلية حيث تم دمج جميع القوى باستثناء الجاذبية في هذا “النموذج القياسي” للتفاعل.

إن الجهد المبذول لتوحيد الجاذبية مع القوى الأساسية الثلاثة الأخرى يسمى الجاذبية الكمومية . إنه يفترض وجود جسيم افتراضي يسمى الجرافيتون ، والذي سيكون العنصر الوسيط في تفاعلات الجاذبية. حتى الآن ، لم يتم اكتشاف الجرافيت ، ولم تنجح نظريات الجاذبية الكمية أو تم تبنيها عالميًا.

هل كان المقال مفيداً؟

  1. The 4 Fundamental Forces of Physics“-Jones, Andrew Zimmerman – و “ترجمة وبتصرف” اطّلع عليه بتاريخ 20-10-2019.[]
495 مشاهدة