Perché nessuno ha unificato le 4 forze fondamentali? Quali sono le differenze chiave?

Perché nessuno ha unificato le 4 forze fondamentali? Quali sono le differenze chiave?
Anonim

Risposta:

Le forze fondamentali non sono state unificate perché non abbiamo ancora una teoria in grado di farlo.

Spiegazione:

La forza elettromagnetica descrive le interazioni tra particelle cariche. Il fotone media la forza ed è responsabile della creazione di campi elettrici e magnetici. Si pensava che elettricità e magnetismo fossero forze separate fino a quando Maxwell dimostrò che erano imparentati.

La debole forza nucleare è responsabile del decadimento betaattivo. Ad esempio può convertire un neutrone in un protone, un elettrone e un antineutrino elettronico. La forza nucleare debole è mediata dai bosoni W e Z.

Le forze elettromagnetiche e deboli sono state unificate nella forza elettrodebole. È stato dimostrato che a energie molto elevate il fotone e il bosone Z sono indistinguibili. Fu la scoperta dei bosoni W e Z a confermare la teoria elettrodebole.

La forza nucleare residua forte è responsabile per legare insieme protoni e neutroni per formare un nucleo atomico. La forza è mediata dai gluoni. La forza nucleare residua forte è in realtà un effetto residuo della forza del colore che lega i quark in mesoni e barioni.

Non abbiamo ancora una Grande Teoria Unificata (GUT) che unifica la forza elettrodebole con la forza nucleare forte. Ci sono state un certo numero di teorie GUT candidate. Richiedono la scoperta di nuove particelle per confermare le teorie. Un problema è che l'unificazione avverrà a energie molto elevate che richiederebbero acceleratori di particelle che non abbiamo la tecnologia per costruire.

Le forze elettromagnetiche, deboli e forti sono descritte dalle teorie quantistiche. Non esiste una teoria quantistica della gravità. In effetti Einstein ha dimostrato che la gravità è il risultato della curvatura dello spazio-tempo a 4 dimensioni in massa.

L'unificazione di tutte e quattro le forze richiede una teoria del tutto. Questo non può accadere finché non abbiamo un GUT e abbiamo una teoria della gravità quantistica.