fundamentale krefter

Artikkelstart

Fundamentale krefter er grunnleggende krefter i naturen som alle andre krefter kan utledes fra. Man regner med at det finnes fire fundamentale krefter: elektromagnetisk kraft, fargekraften mellom kvarker, den svake kjernekraften (også kalt den svake vekselvirkningen) og gravitasjon.

Faktaboks

Uttale
fundamentˈale krefter

Ordet 'kjerne' refererer her til atomkjernen. Den består av protoner og nøytroner. En felles betegnelse for disse partiklene er nukleoner, det vil si kjernepartikler (kjerne kalle nucleus på engelsk).

Historie

Omkring år 1900 regnet man med at alle observerte krefter, for eksempel friksjon og trykk, kunne avledes fra to fundamentale krefter: elektromagnetiske krefter og gravitasjonskraften.

Rundt år 1930 var det blitt klart at det eksisterer to typer kjernekrefter: en sterk kjernekraft, som holder protoner og nøytroner sammen i atomkjerner, og en svak kjernekraft, som forårsaker β-radioaktivitet. Da regnet man altså med fire fundamentale krefter i naturen: elektromagnetisk kraft, gravitasjon, sterk og svak kjernekraft.

På 1960- og 1970-tallet ble det utviklet en teori der den elektromagnetiske og den svake kjernekraften ble betraktet som to komponenter av én kraft, den elektrosvake kraften. Denne teorien ble eksperimentelt bekreftet i 1983.

Vanligvis omtales imidlertid både den elektromagnetiske kraften og den svake kjernekraften som fundamentale krefter. Den svake kjernekraften forårsaker blant annet radioaktiv betastråling fra atomer, det vil si at det kommer elektroner ut fra atomkjernen til tross for at det ikke finnes elektroner i atomkjernen. Dette skjer ved at den svake kjernekraften kan spalte et nøytron i et proton, et elektron og et antinøytrino.

Kvantekromodynamikk

Det er også utviklet en teori, kvantekromodynamikk, som har gitt en ny forståelse av den sterke kjernekraften. Denne blir nå oppfattet som en sekundærvirkning av en fundamental «fargekraft» mellom kvarker. Den sterke kjernekraften skyldes at de fargenøytrale protonene og nøytronene har ujevn fordeling av fargeladning. (Dette har ikke noe med den vanlige betydningen av farge å gjøre.) Denne kraften merkes bare når nukleonene kommer tilstrekkelig nær hverandre. Den sterke kjernekraften har en rekkevidde på omtrent 10-15 meter, som er lik utstrekningen til en atomkjerne.

På tilsvarende vis er den molekylære van der Waals-kraften en sekundærvirkning av den elektromagnetiske kraften som skyldes at de elektrisk nøytrale atomene har ujevn fordeling av elektrisk ladning.

Man sier i vår tid vanligvis at det finnes fire fundamentale krefter: Fargekraften mellom kvarker, den svake kjernekraften, den elektromagnetiske kraften og gravitasjon.

Grand unified theory

Fra slutten av 1990-tallet og begynnelsen av 2000-tallet har det vært arbeidet med å konstruere en såkalt stor, forent teori (Grand Unified Theory, GUT) som tillater en å oppfatte den elektromagnetiske kraften, den svake kjernekraften og fargekraften som forskjellige komponenter av én og samme kraft.

Strengteori

Det har også vært forsøkt å inkludere gravitasjon i en forent teori for kreftene, slik at alle krefter skulle kunne avledes fra én kraft. Den mest lovende type teori i denne sammenheng er strengteorien. Da vil man betrakte elementærpartiklene som tynne tråder istedenfor punktlike.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg