As 4 forças fundamentais da física

As forças fundamentais (ou interações fundamentais) de física são as maneiras pelas quais as partículas individuais interagem umas com as outras. Acontece que cada interação observada ocorrendo no universo pode ser dividida e descrita por apenas quatro (bem, geralmente quatro - mais sobre isso mais tarde) tipos de interação:

• Gravidade
• Eletromagnetismo
• Interação fraca (ou Força Nuclear Fraca)
• Forte interação (ou força nuclear forte)

Das forças fundamentais, a gravidade tem o maior alcance, mas é a mais fraca em magnitude real.

É uma força puramente atraente que atinge até o vazio "vazio" do espaço para atrair duas massas um para o outro. Mantém os planetas em órbita ao redor do sol e a lua em órbita ao redor da Terra.

A gravitação é descrita sob a teoria da relatividade geral, que a define como a curvatura do espaço-tempo em torno de um objeto de massa. Essa curvatura, por sua vez, cria uma situação em que o caminho de menor energia é em direção ao outro objeto de massa.

Eletromagnetismo é a interação de partículas com uma carga elétrica. Partículas carregadas em repouso interagem através de forças eletrostáticas, enquanto em movimento, eles interagem através de forças elétricas e magnéticas.

Por um longo tempo, as forças elétrica e magnética foram consideradas forças diferentes, mas finalmente foram unificadas por James Clerk Maxwell em 1864, sob as equações de Maxwell. Nos anos 40, a eletrodinâmica quântica consolidou o eletromagnetismo com a física quântica.

O eletromagnetismo é talvez a força mais prevalente em nosso mundo, pois pode afetar as coisas a uma distância razoável e com uma quantidade razoável de força.

A interação fraca é uma força muito poderosa que atua na escala do núcleo atômico. Causa fenômenos como decaimento beta. Foi consolidado com o eletromagnetismo como uma interação única chamada "interação eletro-fraca". A interação fraca é mediada pelo bóson W (existem dois tipos, o W⁺ e W^- bósons) e também o bóson Z.

A mais forte das forças é a interação forte apropriadamente denominada, que é a força que, entre outras coisas, mantém os nucleons (prótons e nêutrons) unidos. No átomo de hélio, por exemplo, é forte o suficiente para ligar dois prótons juntos, embora suas cargas elétricas positivas os façam repulgar um ao outro.

Em essência, a forte interação permite que partículas chamadas glúons ligem quarks para criar os núcleons em primeiro lugar. Os glúons também podem interagir com outros glúons, o que confere à interação forte uma distância teoricamente infinita, embora suas principais manifestações estejam todas no nível subatômico.

Muitos físicos acreditam que todas as quatro forças fundamentais são, de fato, as manifestações de uma única força subjacente (ou unificada) que ainda precisa ser descoberta. Assim como a eletricidade, o magnetismo e a força fraca foram unificados na interação eletrofraca, eles trabalham para unificar todas as forças fundamentais.

O atual interpretação mecânica quântica Uma dessas forças é que as partículas não interagem diretamente, mas manifestam partículas virtuais que mediam as interações reais. Todas as forças, exceto a gravidade, foram consolidadas neste "Modelo Padrão" de interação.

O esforço para unificar a gravidade com as outras três forças fundamentais é chamado gravidade quântica. Postula o existência de uma partícula virtual chamado graviton, que seria o elemento mediador das interações gravitacionais. Até o momento, os gravitons não foram detectados e nenhuma teoria da gravidade quântica foi bem-sucedida ou adotada universalmente.