Temel kuvvet

Temel etkileşimler veya Temel kuvvetler, fiziksel sistemlerde daha temel etkileşimlere indirgenemeyen etkileşimlerdir. Bilinen dört temel etkileşim vardır.^[1] Bunlar uzun mesafelerde etkileri olabilen kütleçekimsel, elektromanyetik etkileşimler ve atomaltı mesafelerde etkili olan güçlü nükleer ve zayıf nükleer etkileşimlerdir. Her biri bir alan dinamiği olarak anlaşılmalıdır. Bu dört etkileşim de matematiksel açıdan bir alan olarak modellenebilir. Kütleçekim, Einstein'ın genel görelilik kuramı tarafından tanımlanan uzay-zamanın eğriliğe atfedilirken diğer üçü ayrı kuantum alanlar olarak nitelendirilir ve etkileşimlerine Parçacık fiziğinin Standart Modeli tarafından tanımlanan temel parçacıklar aracılık eder.^[2][3][4][5]

Standart Modelde, güçlü etkileşim, gluon adı verilen bir parçacık tarafından taşınır ve kuarkların proton ve nötron gibi hadronları oluşturmak üzere birbirine bağlanmasından sorumludur. Kalıntı etkisi olarak da atom çekirdeklerini oluşturmak için son parçacıkları bağlayan nükleer kuvveti yaratır. Zayıf etkileşim, W ve Z bozonları adı verilen parçacıklar tarafından taşınır ve ayrıca radyoaktif bozunuma aracılık ederek atomların çekirdeğine etki eder. Foton tarafından taşınan elektromanyetik kuvvet, yörünge elektronları ile atomları bir arada tutan atom çekirdekleri arasındaki çekimden sorumlu olan elektrik ve manyetik alanları, kimyasal bağları ve görünür ışık dahil elektromanyetik dalgaları ve elektrik teknolojisinin temellerini oluşturur. Elektromanyetik kuvvet Kütleçekiminden çok daha güçlü olmasına rağmen, diğer nesnelerle etkileştiğinde etkisi azalabilir. Bu nedenle astronomik mesafelerde kütleçekim baskın kuvvet olma eğilimindedir ve evrendeki gezegenler, yıldızlar ve gökadalar gibi büyük ölçekli yapıları bir arada tutmaktan sorumludur.

Birçok kuramsal fizikçi, bu temel kuvvetlerin ilişkili olduğuna ve çok yüksek enerjilerde çok küçük bir ölçekte, Planck ölçeğinde^[6] tek bir kuvvette birleştiğine inanır, ancak parçacık hızlandırıcıları bunu deneysel olarak araştırmak için gereken muazzam enerjileri üretemez. Kuvvetler arasındaki ilişkiyi tek bir kuramda açıklayacak ortak bir çerçeve oluşturmak, günümüz kuramsal fizikçilerinin belki de en büyük hedefidir. Zayıf ve elektromanyetik kuvvetler, 1979 Nobel Fizik Ödülü'nü aldıkları Sheldon Glashow, Abdus Salam ve Steven Weinberg tarafından sunulan Elektrozayıf kuramı ile zaten birleştirildi.^[7][8][9] Bazı fizikçiler, Büyük Birleşik Kuram (GUT) olarak adlandırılan şey içinde elektro-zayıf ve güçlü alanları birleştirme arayışındadır. Daha da büyük bir zorluk, Kütleçekimini diğer üç kuvvetle ortak bir kuramsal çerçevede birleştirecek bir kuantum kütleçekim (QG) kuramı ile sonuçlanan kütleçekim alanını nicelemenin bir yolunu bulmaktır. Bazı kuramlar, özellikle sicim kuramı, hem Kuantum kütleçekimini hem de Büyük Birleşik Kuramı tek bir çerçevede araştırır ve dört temel etkileşimin tümünü ve kütle oluşumunu Her şeyin kuramı(ToE) içinde birleştirir.

1. ^ Braibant, Sylvie; Giacomelli, Giorgio; Spurio, Maurizio (16 Kasım 2011). Particles and Fundamental Interactions: An Introduction to Particle Physics (İngilizce). Springer Science & Business Media. ISBN 978-94-007-2463-1. 24 Ekim 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2022. 
2. ^ Fackler, Orrin; Tran, J. Thanh Van (1988). 5th Force Neutrino Physics (İngilizce). Atlantica Séguier Frontières. ISBN 978-2-86332-054-9. 24 Ekim 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2022. 
3. ^ Weisstein, Eric W. "Fifth Force -- from Eric Weisstein's World of Physics". scienceworld.wolfram.com (İngilizce). 11 Eylül 2003 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2022. 
4. ^ Franklin, Allan; Fischbach, Ephraim (3 Mart 2016). The Rise and Fall of the Fifth Force: Discovery, Pursuit, and Justification in Modern Physics (İngilizce). Springer. ISBN 978-3-319-28412-5. 24 Ekim 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2022. 
5. ^ "The Standard Model of Particle Physics | symmetry magazine". www.symmetrymagazine.org. 23 Temmuz 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2022. 
6. ^ Shivni, Rashmi. "The Planck scale". symmetry magazine (İngilizce). 22 Mayıs 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2022. 
7. ^ "The Nobel Prize in Physics 1979". NobelPrize.org (İngilizce). 30 Mart 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2022. 
8. ^ "The Nobel Prize in Physics 1979". NobelPrize.org (İngilizce). 30 Eylül 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2022. 
9. ^ "The Nobel Prize in Physics 1979". NobelPrize.org (İngilizce). 29 Mart 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Ekim 2022.