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Hablemos brevemente de las cuatro fuerzas básicas.

Desde que Newton descubrió la ley de la gravitación universal, con la profundización de la investigación científica, se ha descubierto que todo en este mundo está limitado por cuatro fuerzas, a saber, la gravitación universal, la fuerza electromagnética, la fuerza fuerte y la débil. fuerza.

Cada día estamos expuestos a la gravedad universal y a fuerzas electromagnéticas, y se reflejan más en el aspecto macroscópico. Por ejemplo, el movimiento y la evolución de los cuerpos celestes y los lanzamientos espaciales siguen la ley de la gravedad. Sólo de acuerdo con esta ley podemos entender el movimiento de los cuerpos celestes en el universo y liberar las naves espaciales de la gravedad de la tierra y las fuerzas electromagnéticas; manifestado en todos los aspectos de nuestra vida diaria, como la luz, la electricidad y la elasticidad, la fuerza mecánica, la fricción, el magnetismo, la resistencia, la presión, la fuerza de tracción, la repulsión, etc., todos pertenecen a la categoría de fuerza electromagnética.

Las fuerzas fuertes y débiles se manifiestan más en el mundo microscópico, y principalmente a nivel subatómico. ¿Qué es subatómico? Son sustancias más pequeñas y profundas que los átomos, como electrones, protones, neutrones, quarks, neutrinos, etc. Estos propios subatomos también tienen diferentes niveles y tamaños.

La fuerza fuerte actúa principalmente a nivel de hadrones. Si los protones y los neutrones pueden estar muy juntos, la fuerza fuerte actúa a un nivel aún menor, actuando principalmente sobre electrones y estratones de quarks. , neutrinos y otros niveles de fermiones, restringe los fenómenos radiactivos y no tiene ningún efecto sobre fotones, inductores y otros bosones.

Entre estas cuatro fuerzas, la gravitación y la fuerza electromagnética son fuerzas de largo alcance, que teóricamente pueden propagarse infinitamente lejos a la velocidad de la luz, la fuerza fuerte tiene un alcance muy corto, dentro de aproximadamente 10 ^ -15 m; ; la fuerza débil La fuerza actúa en una distancia más corta, dentro de 10 ^ -17 m, y su velocidad de propagación es menor que la velocidad de la luz. Entre estas cuatro fuerzas, la gravedad es la más débil, la fuerza débil es la segunda más débil, la fuerza electromagnética es más fuerte y la fuerza fuerte es la más fuerte. Sus puntos fuertes se expresan como: fuerza fuerte 10^4N, fuerza electromagnética 10^2N, fuerza débil 10^-2N y gravedad 10^-34N. De esto podemos ver que la fuerza electromagnética es 100 veces más pequeña que la fuerza fuerte, la fuerza débil es 100.000 veces más pequeña que la fuerza fuerte y la gravedad es 100 billones de billones de billones de veces más pequeña que la fuerza fuerte. Se puede ver que la gravedad es débil y la brecha es demasiado grande.

Los protones del núcleo están unidos por la fuerza fuerte.

El nombre completo de la fuerza fuerte es fuerza de interacción fuerte, también llamada fuerza nuclear fuerte. Es esta fuerza la que une a los protones y neutrones en el núcleo, y también une a los quarks en los protones. y neutrones juntos.

Sabemos que en la fuerza electromagnética, los objetos iguales se repelen y los objetos opuestos se atraen. Toda la materia en nuestro mundo está compuesta de átomos, y los átomos están compuestos de núcleos atómicos y electrones. El núcleo atómico está compuesto de protones cargados positivamente y neutrones sin carga, por lo que el núcleo atómico está cargado positivamente. De esta forma, teóricamente hablando, los electrones cargados negativamente y el núcleo de cada átomo siempre tienen tendencia a atraerse entre sí. En cuanto a por qué no se atraen entre sí y todavía hay un gran espacio, algunas explicaciones son porque el impulso energético de los electrones permite que el movimiento de los átomos forme un equilibrio y los hace estables y neutrales. El principio de incertidumbre de la mecánica cuántica moderna no concuerda con esta explicación, por lo que no daremos más detalles aquí.

Pero no hay objeción a que los protones en el núcleo estén cargados positivamente y tengan fuerzas de Coulomb mutuamente repulsivas. Entonces, ¿cuál es la fuerza que los une? La investigación científica ha descubierto que esta fuerza es la fuerza fuerte. La fuerza fuerte se transmite a través de un campo de partículas estándar llamado gluones. Ahora se ha descubierto que hay cientos de especies que dependen de esto. fuerza para unirse. Las partículas elementales se llaman hadrones.

¿Se pueden unificar las cuatro fuerzas?

De la introducción de las cuatro fuerzas anteriores, podemos ver que tienen diferentes funciones y rangos, y la fuerza también es diferente. Hasta ahora, todos los fenómenos y esencias de nuestro mundo están restringidos por estas cuatro fuerzas y pueden explicarse por estas cuatro fuerzas. Pero cada una de estas cuatro fuerzas tiene su propio conjunto de teorías y ecuaciones, que son muy complicadas. ¿Existe alguna teoría que pueda unificar estas cuatro fuerzas en un marco y explicarlas? Si se puede lograr esta unificación, la comprensión del mundo por parte de los seres humanos será más simple, más clara y más profunda.

Esta es la llamada gran teoría unificada. Durante casi un siglo, los científicos han esperado encontrar una gran teoría unificada para explicar el mundo. Einstein comenzó a estudiar la gran teoría unificada en la década de 1930, pero nunca logró ningún gran avance.

Poco después de que Einstein falleciera lamentablemente en 1955, en la década de 1960, la investigación finalmente avanzó.

Tres científicos, Glashow, Weinberg y Salam, basándose en la teoría del campo calibre de Yang-Mills, propusieron de forma independiente la idea de la unidad de la acción electromagnética y la acción débil, y establecieron una teoría unificada de la acción débil. electricidad. Utilizaron esta teoría para explicar varios fenómenos de interacción débil e interacción electromagnética respectivamente, y descubrieron las partículas predichas por la teoría, confirmando así el éxito de la teoría unificada de las fuerzas débiles y eléctricas. Por ello ganaron el Premio Nobel de Física de 1979.

Continúa la investigación sobre la gran teoría unificada.

La unificación de las fuerzas débiles y eléctricas ha permitido a la gente ver el amanecer de una gran unificación. Los científicos han comenzado a investigar sobre la unificación de las interacciones débiles, eléctricas y fuertes. Aunque esta investigación ha logrado avances significativos. Todavía no es controvertido y todavía no hay consenso ni conclusión. La comunidad científica ahora cree que lo más difícil de unificar es la gravedad, porque la gravedad es demasiado débil y casi no tiene ningún efecto a nivel de partículas microscópicas. En cambio, actúa la fuerza electromagnética, que es mucho más fuerte que ella.

El posterior surgimiento y ascenso de la teoría de cuerdas trajo esperanza a la gran teoría unificada. Esta teoría es muy complicada y requiere un espacio especial para explicarla, por lo que no entraré en ella aquí. En resumen, con los esfuerzos de los científicos, creo que algún día se logrará la gran unificación de las cuatro fuerzas, lo que elevará la comprensión humana de la naturaleza a un nuevo nivel, promoviendo así la mejora de la civilización humana.

Eso es todo, bienvenido a discutir, gracias por leer.

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