دانشنامهمفهوم
نیروهای بنیادی Fundamental interaction
نیروهای بنیادی چهار برهم‌کنش اصلی طبیعت‌اند: گرانش، الکترومغناطیس، نیروی هسته‌ای قوی و نیروی هسته‌ای ضعیف؛ همهٔ نیروهای دیگر از این چهار ناشی میشوند.
نام‌های دیگر: چهار نیروی بنیادی، نیروی هسته‌ای قوی، نیروی هسته‌ای ضعیف
هر نیرویی که در جهان می‌شناسیم، از کشش طناب تا انفجار ابرنواختر، در نهایت به یکی از چهار نیروی بنیادی بازمی‌گردد. فیزیکدانان این چهار را «برهم‌کنش بنیادی» می‌نامند.
چهار نیروی بنیادی کدام‌اند؟
| نیرو | برد | نمونه |
|---|---|---|
| گرانش | بینهایت | مدار ماه، تشکیل ستاره |
| الکترومغناطیس | بینهایت | نور، شیمی، الکتریسیته |
| هسته‌ای قوی | حدود اندازهٔ هسته | چسباندن کوارک‌ها و پروتون‌ها به هم |
| هسته‌ای ضعیف | بسیار کوتاه | واپاشی بتا، سوختن خورشید |
هر نیرو چه می‌کند؟
گرانش ضعیفترین نیرو است اما همیشه جذب می‌کند و برد بینهایت دارد؛ پس در مقیاس اجرام آسمانی حاکم است (گرانش، نسبیت عام).
الکترومغناطیس بین ذرات باردار عمل می‌کند و ساختار اتمها، مولکولها و نور را رقم می‌زند.
نیروی هسته‌ای قوی کوارک‌ها را درون پروتون و نوترون و این‌ها را درون هسته نگه می‌دارد. قدرتمندترین نیرو است اما تنها در فاصله‌ای در حد اندازهٔ هسته اثر دارد.
نیروی هسته‌ای ضعیف مسئول برخی واپاشی‌های رادیواکتیو و تبدیل پروتون به نوترون است؛ بدون آن همجوشی هسته‌ای در خورشید رخ نمی‌داد.
چگونه نیروها اثر می‌کنند؟
در مدل استاندارد هر نیرو (به‌جز گرانش) با مبادلهٔ ذره‌ای حامل منتقل میشود: فوتون برای الکترومغناطیس، گلوئون برای قوی و بوزون‌های W و Z برای ضعیف. گرانش هنوز در چارچوب کوانتومی کامل توصیف نشده است.
پرسش‌های رایج
### چهار نیروی بنیادی طبیعت کدام‌اند؟
گرانش، الکترومغناطیس، نیروی هستهٔ قوی و نیروی هستهٔ ضعیف.
### ضعیفترین و قویترین نیرو کدام است؟
گرانش ضعیفترین و نیروی هستهٔ قوی قویترین نیرو است. با این حال گرانش چون همیشه جاذب است و برد بینهایت دارد، در مقیاس ستارهها و کهکشانها غالب میشود.
### آیا میشود این نیروها را یکی کرد؟
فیزیکدانان نشان دادهاند الکترومغناطیس و نیروی ضعیف در انرژیهای بالا یکی میشوند (نیروی الکتروضعیف). یکیکردن همهٔ نیروها، بهویژه گرانش، هنوز هدف باز است.
### اصطکاک و کشش فنر کدام نیروی بنیادیاند؟
هر دو در اصل ناشی از نیروی الکترومغناطیسی میان اتمها و مولکولها هستند.