Почему и как работают четыре фундаментальные силы природы?

Подключите MagellanTV здесь: https://try.magellantv.com/arvinash
и получите эксклюзивное предложение для наших зрителей: расширенный месячный пробный период БЕСПЛАТНО. MagellanTV предлагает самую большую и лучшую коллекцию научного контента в мире, включая «Космос», «Физику», «Технологии», «Природу», «Разум и тело», а также постоянно пополняющуюся коллекцию фильмов в формате 4K. Этот новый стриминговый сервис предлагает 3000 отличных документальных фильмов. Ознакомьтесь с нашими персональными рекомендациями и эксклюзивными плейлистами MagellanTV: https://www.magellantv.com/genres/sci...
Предыстория этого видео здесь:    • The Four Fundamental Forces of nature - Or...   Как работает сила взаимодействия между частицами? Что вызывает притяжение или отталкивание? Почему электромагнетизм и гравитация имеют бесконечный радиус действия, а сильное и слабое взаимодействие — узкий? В статье рассматриваются квантовая хромодинамика (КХД) и квантовая электродинамика (КЭД). Все взаимодействия, за исключением, пожалуй, гравитации, передаются частицами-переносчиками силы, называемыми калибровочными бозонами. Они действуют по одному и тому же механизму: обмен виртуальными бозонами. Фотоны переносят электромагнитное взаимодействие, глюоны – сильное взаимодействие, а W- и Z-бозоны – слабое взаимодействие. Гравитон – бозон гравитации. Были обнаружены реальные версии этих калибровочных бозонов, за исключением гравитона. Что такое виртуальная частица? Они существуют благодаря принципу неопределённости Гейзенберга. Принцип неопределённости гласит, что изменение энергии, умноженное на время существования частицы, должно быть равно постоянной Планка, делённой на 4*π. Это означает, что виртуальные частицы могут существовать сколь угодно долго. Как обмен этими виртуальными частицами приводит к возникновению силы? Представьте себе двух человек в лодке, бросающих друг в друга баскетбольные мячи. Когда они бросают мячи друг другу, происходит передача импульса. Это раздвигает лодки. В случае притяжения те же два человека держат бумеранг. Когда один бросает бумеранг, он возвращается обратно так, что другой ловит его, повернув его в противоположную сторону. Лодки сближаются. Квантовая теория показывает, что когда два одинаковых заряда находятся рядом друг с другом, обмен виртуальными частицами создаёт градиент энергии между ними, так что между заряженными частицами существует более высокое энергетическое состояние. Поскольку частицы стремятся существовать в своём самом низком энергетическом состоянии, они разбегаются. Обратное происходит, когда разноимённые заряды находятся рядом друг с другом. Между двумя частицами создаётся более низкое энергетическое состояние. Электромагнетизм имеет бесконечный радиус действия, поскольку фотоны имеют нулевую массу. Но глюон также безмассов, так почему же сильное взаимодействие имеет короткий радиус действия? Это относится к квантовой хромодинамике (КХД). Главное различие между фотонами и глюонами заключается в том, что фотоны электрически нейтральны и поэтому не взаимодействуют сами с собой. Глюоны же несут заряд, поэтому взаимодействуют друг с другом. Это ограничивает их радиус действия, поскольку они образуют своего рода связь или резинку не только с кварками, но и с самими собой. Глюоны электрически нейтральны, но несут цветовой заряд. Цвет — это всего лишь метафора для описания нового типа свойств частиц. Существует три вида цветовых зарядов: красный, зелёный и синий. Цветовые заряды должны быть уравновешены либо комбинацией трёх цветов для получения нейтрального белого, либо парами цвет-антикварк. Электромагнетизм и гравитация ослабевают по мере удаления объектов друг от друга, но сила притяжения между двумя кварками увеличивается по мере их удаления. Это работает как резиновая лента. Если попытаться раздвинуть два кварка, сила притяжения между ними становится очень большой. Это имеет тенденцию втягивать кварк обратно в протон или нейтрон. Однако, если оттолкнуть кварк очень далеко от нейтрона или протона, энергия становится настолько большой, что сила, создаваемая глюонами, подобно резиновой ленте, разрывается. Высвобождающаяся энергия создаёт новую пару кварк/ани-кварк, называемую мезоном. Именно эти остаточные частицы обеспечивают силу, подобную силе липучки, которая удерживает протоны и нейтроны вместе в ядре. #фундаментальныесилы Как работает слабое взаимодействие? Это скорее способность, с помощью которой некоторые частицы превращаются в другие частицы. Нейтрон состоит из двух нижних кварков и одного верхнего кварка. Протон состоит из двух верхних кварков и одного нижнего кварка. Любой нейтрон может превратиться в протон, преобразовав один из своих нижних кварков в верхний кварк. Это происходит, когда он испускает отрицательно заряженный W-бозон. Это превращает нижний кварк в верхний кварк, превращая частицу из нейтрона в протон. Поскольку W-бозон несет отрицательный заряд, нейтрон становится протоном с положительным зарядом +1 для компенсации зарядов. Причина очень короткого радиуса действия ...