Astronomia

Le forze fondamentali dell'Universo

Le forze fondamentali dell'Universo

Le forze fondamentali sono quelle forze dell'Universo che non possono essere spiegate in termini di più elementari.

Le forze o interazioni fondamentali conosciute finora sono quattro: gravitazionale, elettromagnetica, nucleare forte e nucleare debole.

il di gravitazione È la forza di attrazione che un pezzo di materia esercita su un altro e colpisce tutti i corpi. La gravità è una forza molto debole e unidirezionale, ma di portata infinita.

forza elettromagnetico Colpisce i corpi caricati elettricamente ed è la forza coinvolta nelle trasformazioni fisiche e chimiche di atomi e molecole. È molto più intenso della forza gravitazionale, ha due sensi (positivo e negativo) e il suo raggio d'azione è infinito.

Forza o interazione nucleare forte è quello che tiene insieme i componenti dei nuclei atomici e agisce in modo intercambiabile tra due nucleoni, protoni o neutroni. La sua portata è dell'ordine delle dimensioni nucleari, ma è più intensa della forza elettromagnetica.

Forza o interazione nucleare debole è responsabile del decadimento beta dei neutroni; I neutrini sono sensibili solo a questo tipo di interazione. La sua intensità è inferiore a quella della forza elettromagnetica e la sua portata è persino inferiore a quella di una forte interazione nucleare.

Tutto ciò che accade nell'Universo è dovuto all'azione di una o più di queste forze che differiscono l'una dall'altra perché ognuna implica lo scambio di un diverso tipo di particella, chiamata scambio o particella intermedia. Tutte le particelle di scambio sono bosoni, mentre l'origine delle particelle dell'interazione sono fermioni.

Allo stato attuale, gli scienziati stanno cercando di dimostrare che tutte queste forze fondamentali, apparentemente diverse, sono manifestazioni, in circostanze diverse, di un modo unico di interazione. Il termine "teoria del campo unificato" comprende le nuove teorie in cui due o più delle quattro forze fondamentali appaiono come se fossero sostanzialmente identiche.

La teoria della grande unificazione cerca di unire in un unico quadro teorico le forti interazioni nucleari e il nucleare debole e la forza elettromagnetica. Questa teoria del campo unificato è ancora in fase di test. La teoria di tutto è un'altra teoria dei campi unificata che mira a fornire una descrizione unificata delle quattro forze fondamentali.

Oggi, il miglior candidato per diventare una teoria è la teoria delle superstringhe. Questa teoria fisica considera le componenti fondamentali della materia non come punti matematici, ma come entità monodimensionali chiamate "stringhe". Incorpora la teoria matematica della supersimmetria, che suggerisce che tutti i tipi di particelle noti devono avere un "compagno supersimmetrico", la maggioranza non ancora scoperta.

Ciò non significa che esiste un compagno per ogni singola particella (ad esempio, per ciascun elettrone), ma un tipo di particella associata a ciascun tipo noto di particella. L'ipotetica particella corrispondente all'elettrone sarebbe la selettrone, per esempio, e quello corrispondente al fotone sarebbe il Photinus.

Questa combinazione di teoria delle stringhe e la supersimmetria è l'origine del nome "superstringhe".

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