En physique, les interactions fondamentales , également appelées forces fondamentales , sont des interactions entre particules élémentaires qui ne semblent pas se réduire à des interactions plus fondamentales. Ces interactions régissent la façon dont les particules et les objets macroscopiques interagissent et comment certaines particules se désintègrent. Généralement, ils peuvent être classés en l’une des quatre forces fondamentales :
Interaction forte – Force forte
La forte interaction ou force forte est l’une des quatre forces fondamentales et implique l’échange des bosons à jauge vectorielle appelés gluons . En général, l’ interaction forte est une interaction très compliquée, car elle varie considérablement avec la distance. La force nucléaire puissante maintient la plupart des matières ordinaires ensemble car elle confine les quarks dans des particules de hadrons telles que le proton et le neutron . De plus, la force forte est la force qui peut maintenir un noyau ensemble contre les énormes forces de répulsion ( force électromagnétique ) des protons qui sont effectivement fortes.
Interaction faible – Force faible
L’ interaction faible ou force faible est l’une des quatre forces fondamentales et implique l’échange des bosons vectoriels intermédiaires, le W et le Z. Comme ces bosons sont très massifs (de l’ordre de 80 GeV, le principe d’incertitude dicte une gamme de environ 10 -18 mètres, ce qui est inférieur au diamètre d’un proton. Par conséquent, l’ interaction faible ne se produit qu’à de très petites distances subatomiques. L’interaction faible responsable de certains phénomènes nucléaires tels que la désintégration bêta , qui peut être compris en termes de faible force opérant sur les quarks dans le neutron .
Interaction électromagnétique – Force électromagnétique
La force électromagnétique est la force responsable de tous les processus électromagnétiques. Il agit entre des particules chargées électriquement. C’est une force à portée infinie, beaucoup plus forte que la force gravitationnelle , obéit à la loi du carré inverse, mais ni l’électricité ni le magnétisme ne s’additionnent de la même manière que la force gravitationnelle. Puisqu’il y a des charges positives et négatives (pôles), ces charges ont tendance à s’annuler mutuellement. L’électromagnétisme comprend la force électrostatique agissant entre les particules chargées au repos et l’effet combiné des forces électriques et magnétiques agissant entre les particules chargées se déplaçant les unes par rapport aux autres.
Interaction gravitationnelle – Force gravitationnelle
La gravité a été la première force à être étudiée scientifiquement. La force gravitationnelle a été systématiquement décrite par Isaac Newton au 17e siècle. Newton a déclaré que la force gravitationnelle agit entre tous les objets ayant une masse (y compris les objets allant des atomes et des photons, aux planètes et aux étoiles) et est directement proportionnelle aux masses des corps et inversement proportionnelle au carré de la distance entre les corps. L’ énergie et la masse étant équivalentes , toutes les formes d’énergie (y compris la lumière) provoquent la gravitation et sont sous son influence. La portée de cette force est ∞ et elle est plus faible que les autres forces.
Fort – Faible – Électromagnétique – Force gravitationnelle
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