Apa empat kekuatan fundamental alam?

Sejak awal abad ke -20, fisikawan telah mengakui empat kekuatan mendasar, atau interaksi, yang mencakup semua fenomena yang diketahui di alam.Tiga dari empat telah dikarakterisasi secara ketat dan matematis oleh model standar, diformulasikan pada awal 1970 -an.Keempat gaya adalah gaya nuklir yang kuat (juga dikenal sebagai gaya warna), gaya nuklir yang lemah (memediasi peluruhan beta), gaya elektromagnetik, dan gravitasi.

Pada energi yang sangat tinggi, nuklir yang lemah dan gaya elektromagnetik bersatu (mulai berperilaku bergantian), sementara pada kekuatan yang masih lebih tinggi, diyakini bahwa gaya yang kuat bersatu dengan electroweak, dan akhirnya, gaya elektrowak yang kuat bersatu dengan gravitasi.Dipercayai bahwa keempatnya disatukan sesaat setelah Big Bang, pada tahap paling awal dari Formasi Semesta.

Kekuatan nuklir yang kuat menyatukan proton dan neutron dalam inti atom.Lebih khusus lagi, ini dimediasi oleh pertukaran gluon antara quark yang membentuk proton dan neutron.Ini 100 kali lebih kuat dari gaya elektromagnetik.Ketika nukleus dihancurkan dalam reaksi nuklir, energi dari gaya ini dilepaskan.Digambarkan oleh teori fisika yang disebut kuantum kromodinamik, ia kehilangan semua kekuatannya dalam jarak jauh lebih luas daripada nukleus atom.Sifat fisik, seperti cahaya.Ini dimediasi oleh foton, yang membentuk semua radiasi elektromagnetik, dari sinar kosmik ke cahaya tampak hingga gelombang radio frekuensi yang sangat rendah.Panas dan cahaya terdiri dari foton.

Interaksi gaya elektromagnetik ditentukan oleh muatan listrik.Alasan orang tidak jatuh melalui kursi saat duduk di atasnya adalah bahwa muatan negatif dari kerang elektron atom yang membentuk tubuh ditolak oleh muatan negatif dari kerang elektron yang membentuk kursi.Gelombang foton berkurang dalam kekuatan sesuai dengan kuadrat dari jarak sumbernya.

Gaya nuklir yang lemah bertanggung jawab atas berbagai interaksi mendasar yang relatif kecil.Ini memediasi peluruhan beta, itulah yang terjadi ketika neutron dipecah menjadi proton dan elektron atau positron.Dimediasi oleh w dan z boson, sekitar seratus miliar kali lebih lemah dari elektromagnetik.Ini hanya beroperasi pada jarak pendek.

Gravitasi adalah yang terlemah dari semua kekuatan, tetapi yang paling meresap di alam semesta karena dihasilkan oleh semua tubuh dengan massa.Gravitasi adalah 10

36

kali lebih lemah dari gaya elektromagnetik, yang membuatnya sulit untuk menganalisis secara matematis.Partikel -partikel yang diperkirakan memediasi gravitasi mdash;Gravitons Mdash;belum terdeteksi.Gravitasi juga berbeda dari kekuatan lain karena belum diintegrasikan dengan yang lain dengan cara matematika yang ketat.Fisikawan telah mencari teori untuk menyatukan gravitasi dengan kekuatan lain selama hampir seabad, tanpa keberuntungan sejauh ini.