Grundkräfte der Physik

• Gravitation
  • dominiert die großräumigen Strukturen des Universums nicht abschirmbar
  • unendliche Reichweite
  • schwächste aller Wechselwirkungen mit einer relativen von 10 ^-39
  • Überträgerteilchen ist das Graviton (postuliertes bislang nicht nachgewiesenes Teilchen)
• Elektromagnetische Wechselwirkung
  • verantwortlich für die meisten alltäglichen Phänomene Licht Elektrizität und Magnetismus Chemie Festkörpereigenschaften ...)
  • unendliche Reichweite
  • positive und negative Ladungen können einander der Fernwirkung kompensieren
  • relative Stärke 10 ^-2
  • Überträgerteilchen ist das Photon
• Schwache Wechselwirkung
  • verantwortlich für bestimmte radioaktive Zerfallsprozesse (z.B. Betazerfall )
  • sehr kurze Reichweite von 10 ^-17 m aufgrund massiver Überträgerteilchen
  • relative Stärke 10 ^-13
  • Überträgerteilchen sind die Teilchen Z ⁰ W ⁺ und W ^-
• Starke Wechselwirkung
  • verantwortlich für den Zusammenhalt der Atomkerne
  • sehr kurze Reichweite von 10 ^-15 m aufgrund Confinement
  • stärkste aller Wechselwirkungen mit einer relativen von 1
  • Überträgerteilchen sind Gluonen

Im Rahmen der klassischen Physik wurden die Kraftgesetze für die Gravitation die elektromagnetische Wechselwirkung als Axiome betrachtet. In Quantenfeldtheorie dagegen werden alle vier Kräfte auf Austausch von virtuellen Bosonen zurückgeführt.

Die Stärken dieser vier Grundkräfte nähern mit zunehmender kinetischer Energie der Teilchen zwischen denen sie wirken Man geht davon aus dass alle vier bei den extrem hohen Energien wie sie nach dem Urknall vorherrschten gleich stark waren.

Eines der Ziele der Physik ist alle Grundkräfte oder Wechselwirkungen in einem vereinheitlichten Gesamtkonzept zu beschreiben. spricht auch von vereinheitlichten Theorien oder von den Großen Vereinheitlichten Theorien (GUTs: G rand U nified T heories).

Beispielsweise ist die elektromagnetische Wechselwirkung eine der elektrischen und der magnetischen Wechselwirkung. Ebenso es gelungen die elektromagnetische Wechselwirkung und die Wechselwirkung in der Quantenfeldtheorie der elektroschwachen Wechselwirkung vereinheitlicht zu beschreiben. Es handelt sich streng genommen nur um drei verschiedene Grundkräfte.

Siehe auch: Eichboson

Bücher zum Thema Grundkräfte der Physik

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