Fundamentele wisselwerking

Bosone dra die vier fundamentele kragte oor.

Die deeltjies van die Standaardmodel.

In fisika is daar vier fundamentele wisselwerkings, ook bekend as basiese natuurkragte. Alle kragte volg uit dié vier basiese wisselwerkings. Hulle is die swaartekrag- en die elektromagnetiese wisselwerking, wat aansienlike kragte oor ’n lang afstand produseer waarvan die uitwerking in die alledaagse lewe gesien kan word, en die sterk en die swak wisselwerking, wat kragte op subatomiese afstande produseer.

Sommige wetenskaplikes glo daar bestaan dalk ’n vyfde krag, maar dit word nie algemeen aanvaar en is nog nie bewys nie.

Werking

Elk van die bekende fundamentele wisselwerkings kan wiskundig as ’n veld beskryf word. Swaartekrag word toegeskryf aan die kromming van ruimtetyd, wat deur Einstein se algemene relatiwiteitsteorie beskryf word. Die ander drie is diskrete kwantumvelde en hul wisselwerkings word bemiddel deur elementêre deeltjies wat in die Standaardmodel van deeltjiefisika beskryf word.

Binne die Standaardmodel word die sterk wisselwerking oorgedra deur ’n deeltjie met die naam gluon en is dit verantwoordelik vir die binding van kwarke om hadrone soos protone en neutrone te vorm. As ’n nawerking skep dit die kernkrag wat laasgenoemde deeltjies bind om atoomkerns te vorm. Die swak wisselwerking word oorgedra deur deeltjies bekend as W- en Z-bosone. Dit werk ook in op die kerns van atome en bemiddel radioaktiewe verval. Die elektromagnetiese krag, wat deur fotone oorgedra word, skep elektriese en magneetvelde wat verantwoordelik is vir die aantrekking tussen wentelende elektrone en atoomkerns, en dit hou atome bymekaar. Dit is ook verantwoordelik vir chemiese binding en elektromagnetiese golwe, insluitende sigbare lig, en vorm die grondslag vir elektriese tegnologie. Hoewel die elektromagnetiese krag baie sterker as swaartekrag is, is dit geneig om homself in groot voorwerpe uit te kanselleer. Oor die grootste afstande (op die skaal van planete en sterrestelsels) is swaartekrag dus geneig om die oorheersende krag te wees.

Al vier fundamentele kragte is vermoedelik verwant en by hoë energieë op ’n minuskule lengte, die Plancklengte, in ’n enkele krag verenig. Deeltjieversnellers kan egter nie die enorme energieë opwek wat nodig is om dit eksperimenteel te ondersoek nie. Pogings om ’n algemene teoretiese raamwerk op te stel wat die verhouding tussen die kragte sal verduidelik, is vandag moontlik die grootste mikpunt van teoretiese fisici. Die swak en die elektromagnetiese krag is reeds verenig met die elektroswak teorie van Sheldon Glashow, Abdus Salam en Steven Weinberg, en daarvoor het hulle in 1979 die Nobelprys vir fisika gewen. Die kombinasie van die sterk krag met dié twee kragte (die "teorie van die groot vereniging") is goed onderweg, hoewel daar nog geen eksperimentele bewys voor is nie. Die kombinasie van swaartekrag en die ander wisselwerkings (die teorie van alles), is egter nog steeds problematies omdat swaartekrag deur die algemene relatiwiteitsteorie beskryf word en die ander kragte deur die kwantumteorie, en hulle is moeilik verenigbaar.

Die vier fundamentele wisselwerkings van die natuur

Eienskap/wisselwerking	Swaartekrag	Swak	Elektromagneties	Sterk
		(Elektroswak)		Fundamenteel	Residueel
Werk in op:	Massa/energie	Geur	Elektriese lading	Kleurlading
Gebonde toestande gevorm:	Planete, sterre, sonnestelsel, sterrestelsels	n.b.	Atome, molekules	Hadrone	Atoomkern
Deeltjies wat ondervind:	Alle deeltjies	Linkerhandse fermione	Met elektriese lading	Kwarke, gluone	Hadrone
Deeltjies wat bemiddel:	Nog nie waargeneem (hipoteties swaartekrag)	W+, W− en Z0	γ (foton)	Gluone	π-, ρ- en ω-mesone
Sterkte op die skaal van kwarke:	10−41(voorspel)	10−4	1	60	Nie betrekking op kwarke
Sterkte op die skaal van protone/neutrone:	10−36(voorspel)	10−7	1	Nie betrekking op hadrone	20

Eksterne skakels

• Hierdie artikel is vertaal uit die Engelse Wikipedia