四种基本力还有哪些知识点四种基本力是什么？

到目前为止，物理学家认为只有四种基本力。这些基本力的基本机制是通过虚拟粒子的交换，这些虚拟粒子通常是标准模型的标准玻璃色子。这些标准玻璃色子是：携带电磁力的光子胶和弱胶W和Z玻色子。虽然引力也被理论化为粒子介导，但引力子的存在尚未被观察到。

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虚粒子首先，什么是虚拟粒子？这些是海森堡不确定性原理所存在的粒子。不确定性原理的一个版本指出，能量变化乘以粒子存在的时间大于或等于普朗克常数4π 。但是量子力学的概率定律是这样的，如果粒子的能量乘以时间小于h/4π ，虚拟粒子可以存在，而不是真实粒子。这本质上意味着大自然允许虚拟粒子的短期存在。由于能量和质量是相等的，它自然会通过从真空中借用能量来创造高质量的粒子。但由于时间短，在被检测到之前就被破坏了。它们实际上只是受潜在量子场的刺激，而不是可检测的粒子。

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然而，如果它们不能被检测到，我们怎么知道它们的存在呢？我们无法检测到单个虚拟粒子，但我们可以检测到许多粒子的创造和损坏。其中一种效应称为卡西米尔效应。当板外的虚拟粒子压力高于板之间的压力时，两个紧密保持的板之间会产生物理力。
电磁相互作用下一个问题是这些虚拟粒子的交换是如何产生力的？让我们以电磁为例。当两种相同的电荷相互接近时，量子理论表明，虚拟粒子的交换会在两种粒子之间产生能量梯度，从而使带电粒子之间存在更高的能量状态。由于粒子希望存在于最低能量状态，它们将分开。当两种不同的电荷相互接近时，粒子处于较低的能量状态，越接近能量状态越低。

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为什么电磁力的范围是无限的？为了回答这个问题，我们必须使用能量-时间版本的不确定性，但此时能量应该被质量方程所取代。此时，我们最多可以获得虚拟光子的时间t≈h/(4πmc2) ，在此期间，它只能移动距离D=ct ，所以D≈h/(4πmc) 。由于虚拟光子的静态质量为零，距离D范围可以达到无限大。
强相互作用但这是一个强大的问题，因为它的介导虚粒子胶也是无质量的，但强大的范围非常有限，只有一个质子的宽度。为什么它没有无限的范围呢？答案涉及量子色动力学。
【四种基本力还有哪些知识点四种基本力是什么？】首先，我们应该知道质子和中子是由三个夸克组成的，胶子负责将这三个夸克结合在一起。光子和胶子之间的主要区别在于光子是电中性的，所以它们不会与自己相互作用，它们只在介导电磁力时与带电粒子相互作用。另一方面，胶子携带电荷，除了与夸克相互作用外，它们相互作用。事实上，胶子也是电中性的，它们不携带正负电荷，但它们有一个完全不同的电荷，称为色荷。

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强力作用于色荷的方式与电磁作用的方式有重要区别。随着物体的距离越来越远，电磁力会变弱；然而，两个夸克之间的距离越远，强度就越强。就像橡皮筋一样，如果我们试图打开两个夸克，它的力就会大。然而，如果你把夸克撞到远离质子或中子的地方，能量就会变得如此之大，以至于橡皮筋断裂。此时释放的能量会产生新的夸克-反夸克是的，还有一个新的夸克被拉回质子或中子。新产生的夸克-反夸克对称为介子，它们参与了将质子和中子捆绑在原子核上的力量。
弱相互作用弱是如何工作的？它更像是一种能量。有些粒子必须把自己变成不同的粒子。这方面的一个例子是中子，它通过发射电子和反中微子变成质子。一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成，质子由两个上夸克和一个下夸克组成。任何中子都可以通过将其中一个下夸克转化为上夸克而变成质子。它通过虚拟发射电负电W-玻色子来实现这一点。W-玻色子有负电荷，所以不带电的中子现在变成了带正电荷的质子。W-玻色子几乎立即衰变成电子和反中微子，这也是我们在实验中可以检测到的粒子。

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弱相互作用很短的原因是W玻色子质量很大，所以W玻色子的存活时间很短。数学计算采用不确定性方程，作用范围约为10^-18米，大约是质子直径的千分之一。弱相互作用的有趣之处在于它的强度，在质子直径的千分之一范围内几乎与电磁力相同，正是这种洞察力导致了电磁力与弱力的统一。
引力我们没有量子有量子引力理论，是因为它完全被其他三种力压制在量子尺度上。所以现在引力几乎纯粹是用广义相对论的几何术语来处理的。在某种程度上，所有四种基本力都应该是一样的。理解这种统一将引导我们建立万物理论。

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