De fundamentele natuurkrachten

[Verwijderd]

In elk boek over kosmologie of natuurkunde kom ik steeds weer de 4 fundamentele natuurkrachten tegen en ook het opzet van de theoretisch natuurkundigen om deze krachten te verenigen in één model.
deze krachten zijn:
-zwaartekracht
-sterke kernkracht
-zwakke kernkracht
-elektromagnetische kracht

Allemaal goed en wel, maar wat ik mij afvraag is hoe men er is op uitgekomen dat alle krachten die men in de natuur aantreft, te herleiden zijn tot één van deze 4 basiskrachten.

Kan iemand dat een beetje uit de doeken doen?
tnx

[EnnaN]

ik denk dat het komt omdat ze geen andere (basis) krachten kunnen vinden.. deze zijn niet te herleiden tot iets anders, en alle andere krachten kennelijk wel...

[Verwijderd]

Sorry, een leek hier, wat is dan het verschil tussen sterke en zwakke kernkracht?

En zeg het maar als vragen hier niet gewenst zijn, en ik maar moet googlen.

[Diadem]

Hoe men er op gekomen is? Tsja, men heeft er simpelweg niet meer gevonden.

Natuurlijk praten we in het dagelijks leven over vele soorten krachten. Spierkracht, elektrische kracht, zwaartekracht, wrijvingskracht, etc, etc. Maar al deze krachten kunnen worden verklaard, we weten hoe ze werken en we weten welke fundamentele krachten er aan ten grondslag liggen. (zwaartekracht spreekt voor zich, alle andere krachten zijn het gevolg van elektromagnetische kracht. De kernkrachten merken we in het dagelijks leven niets van).

Als je naar de geschiedenis van de natuurkunde kijkt zie je dat de theorien steeds veelomvattender werden. Met Newton's mechanica konden alle valbewegingen, maar ook botsingen van deeltjes, en planeetbewegingen worden verklaard, bijvoorbeeld. Voor Newton had men voor elk van deze effecten aparte verklaringen. En ooit waren elektrodynamica en magnetodynamica aparte onderwerpen, totdat men ontdekt dat hier 1 kracht aan ten grondslag lag. De elektromagnetische kracht.

Zo hield men uiteindelijk 4 fundamentele krachten over.

Men heeft nog nooit enige reden gehad om aan te nemen dat er meer zijn. De huidige theoriën werken, andere krachten zijn nooit waargenomen en de theoriën voorspellen het bestaan ervan niet.

Dus vandaar deze 4 krachten.

Hier houdt het overigens niet op. De zwakke kernkracht en de elektromagnetische kracht zijn inmiddels verenigd in 1 overkoepelende theorie: de elektrozwakke kracht. Men is druk bezig om de sterke kernkracht hier ook bij te betrekken. Een theorie om deze 3 krachten te omvatten heeft een GUT: Grand Unification Theory. Hiervoor zijn inmiddels een aantal kandidaten, maar geen ervan is duidelijk bewezen of zoiets.

Nog verder in de toekomst ligt de vereniging met de zwaartekracht. Als dat ooit lukt dan hebben we een theorie om alle verschijnselen die we ooit hebben waargenomen te verklaren. Een theorie die onder alle omstandigheden geldig is. Deze theorie wordt simpelweg TOE genoemd: Theory of Everything.

Needless to say dat het nog lang niet zo ver is. Het is zelfs de vraag of men ooit zover zal komen.

[Verwijderd]

bedankt voor de uitleg
maar ik dacht dat de unificatie van de elektrozwakke met de sterke kernkracht al gevonden was.

[blobber]

Ehhh, wat is er met de "kleurkracht" gebeurt, de kracht tussen de quarks onderling, gedragen door gluonen? Is dat niet kracht nummer 5?

[FCA]

Verwijderd schreef op 11 september 2002 @ 16:47:
bedankt voor de uitleg
maar ik dacht dat de unificatie van de elektrozwakke met de sterke kernkracht al gevonden was.

Nou, ze hebben aanwijzingen ervoor, en ze hebben theorieën die zichzelf niet tegenspreken, maar echt uit zijn ze er nog niet.
De GUT's, die electrozwakke en sterke krachten met elkaar verenigen, voorspellen namelijk deeltjes die nog niet zijn waargenomen.

[Verwijderd]

ah en welke deeltjes zijn dat dan juist?
Zijn dat er uit de lepton familie?

[Diadem]

blobber schreef op 11 september 2002 @ 17:29:
Ehhh, wat is er met de "kleurkracht" gebeurt, de kracht tussen de quarks
onderling, gedragen door gluonen? Is dat niet kracht nummer 5?

Deze 'kleurkracht' van jou is de sterke kernkracht. Zij werkt tussen quarks, via boodschapperdeeltjes die gluonen heten. Haar lading is kleur. Dit heeft niets met kleuren te maken zoals wij ze kennen, het is gewoon dat de mensen die met deeltjesversnellers spelen dit een mooi woord vonden.

Vergelijk dit met de elektromagnetische kracht. De boodschapper daarvan is het foton, en de lading is, nouja, lading. Als in elektrische lading. Van de zwaartekracht is nog geen boodschapper deeltje gevonden. De lading van zwaartekracht is nogal makkelijk - massa.

[Diadem]

Verwijderd schreef op 11 september 2002 @ 20:57:
ah en welke deeltjes zijn dat dan juist?
Zijn dat er uit de lepton familie?

Als ik mij niet vergis heeft FCA het over de supersymmetrische partners van alle tot nu toe gevonden deeltjes. Het bestaan hiervan wordt voorspelt, maar helaas is nog nooit zo'n deeltje gevonden.

Wat we tot nu toe hebben is dit:

6 soorten leptonen: electron, elektron neutrino, muon, muon neutrino, tau, tau neutrino.
6 soorten quarks: up, down, charm, strange, top, bottom.
Een complete verzameling gluonen (8 totaal).
Intermediare Vector Bosonen: W-, W+ en Z0 (dit zijn de dragers van de zwakke kernkracht)
Fotonen
Verder hebben alle quarks en leptonen antideeltjes.

Dat zijn totaal 36 deeltjes. Een 37e deeltje, het Higgs-deeltje, zou nog moeten bestaan maar is nog niet aangetoond.

De verschillende GUTs voorspellen het bestaan van supersymmetrische partners bij elk van deze deeltjes. Wat dit dan precies voor deeltjes zijn moet je mij niet vragen, ik weet alleen dat ze veel meer energie hebben en dus veel moeilijker te detecteren zijn.

Namen van deze deeltjes worden trouwens gevormd door een s voor elk deeltje te zetten. selectron dus, of smuon. Om van alle squarks nog maar te zwijgen.

Hier aangekomen wordt de naamgeving van deeltjes bijna een kunstvorm op zich

[FCA]

Ik had het meer over de X en Y bosonen, die het verval van protonen (en dus het behoud van baryon-getal ondermijnen) voorspellen.
Supersymmetrische theorieën waren meer bedoeld om ook zwaartekracht erbij te betrekken. GUT's pretenderen niks op dat gebied.

[Diadem]

FCA schreef op 11 september 2002 @ 22:51:
Ik had het meer over de X en Y bosonen, die het verval van protonen (en dus het behoud van baryon-getal ondermijnen) voorspellen.
Supersymmetrische theorieën waren meer bedoeld om ook zwaartekracht erbij te betrekken. GUT's pretenderen niks op dat gebied.

ow, oeps Dan zat ik dus al een stap te hoog.

Ik zal het voortaan overlaten aan de echte experts en mijn mond houden

[FCA]

Diadem schreef op 11 september 2002 @ 23:08:
[...]


ow, oeps Dan zat ik dus al een stap te hoog.

Ik zal het voortaan overlaten aan de echte experts en mijn mond houden

Maar je had inderdaad gelijk dat er ook geen supersymmetrische partners zijn waargenomen, en dat dit een probleem is voor de meeste supersymmetrische theorieën, aangezien die fotino's nodig hebben onder een bepaalde massa, en die zijn nog niet gevonden.
Supersymmetrische string-theorieën hebben daar echter geen last van.

[blobber]

Diadem schreef op 11 september 2002 @ 21:47:
[...]


Deze 'kleurkracht' van jou is de sterke kernkracht. Zij werkt tussen quarks, via boodschapperdeeltjes die gluonen heten. Haar lading is kleur. Dit heeft niets met kleuren te maken zoals wij ze kennen, het is gewoon dat de mensen die met deeltjesversnellers spelen dit een mooi woord vonden.

Vergelijk dit met de elektromagnetische kracht. De boodschapper daarvan is het foton, en de lading is, nouja, lading. Als in elektrische lading. Van de zwaartekracht is nog geen boodschapper deeltje gevonden. De lading van zwaartekracht is nogal makkelijk - massa.

O.k. ik dacht dat mesonen de sterke kracht overbrachten.

Edit:
De benaming Kleurkracht gaat wel iets verder dan het feit dat de wetenschappers dit wel een leuke naam vonden.
In een proton zitten drie quarks die ieder een andere "kleur" moeten hebben en wel zodanig dat de combinatie van deze "kleuren" "wit" oplevert.Dus eigenlijk net zoals lading in een neutraal atoom altijd 0 moet zijn.De gluonen zelf bestaan weer uit een quark/anti-quark combinatie met bijbehorende "kleur"/"anti-kleur" die weer "wit" moeten zijn samen.