この記事は検証可能な参考文献や出典が全く示されていないか、不十分です。出典を追加して記事の信頼性向上にご協力ください。(このテンプレートの使い方)
出典検索?: "基本相互作用"
基本相互作用(きほんそうごさよう、Fundamental interaction)は、物理学で素粒子の間に相互にはたらく基本的な相互作用。素粒子の相互作用、自然界の四つの力、相互作用とも。 現代素粒子理論の基本となる標準模型によれば、物質を構成する実体は、電子やクオーク、ニュートリノ等、スピン=1/2をもつフェルミオンと総称される素粒子である。こうした素粒子は真空を構成する量子場の局所的な励起であるとされる。二つのフェルミオン粒子の間には、スピン=1をもつゲージ粒子が交換される事によって力が伝達されると理解される。ゲージ粒子には、電磁相互作用を媒介する光子、強い相互作用を媒介するグルーオン、そして弱い相互作用を媒介するW、Z粒子がある。フェルミオンの種類によって、交換できるゲージ粒子が異なる。例えば電子は光子を交換できるが、グルーオンを直接交換できない。そのため、電子は電磁相互作用するが、強い相互作用はできない。 名称相対的な強さ影響範囲r(m)作用対象無限遠の影響力を伝達するゲージ粒子事象 また「原子核は陽子や中性子間で発生する引力(重力相互作用)で作られている」という説明は誤りである。 (強さは1/r2に比例)原子間陽子と電子は 電荷的に打消し0光子(フォトン)原子間の共有結合や物質間のクーロン力(吸引力・反発力)などに作用するが、原子核内の場合は、強い相互作用の強い残留力より陽子間で発生するクーロン力(反発力)が弱いため、原子核は電磁相互作用でバラける事はない。 (強さは1/r2に比例)宇宙全体同左で0以上重力子(グラビトン、2020年現在・未確認)上記の3つの力は、素粒子、原子核、原子、分子間のミクロ世界で作用する量子力学であるが、重力相互作用は、物質間から惑星、恒星(太陽など)、太陽系、ブラックホール、銀河系、銀河団単位、宇宙全体での引力としてマクロ世界で作用するニュートン力学や古典力学として別系統であるが、恒星の核融合・核分裂、中性子星の生成などにおいては、密接な関係となるため超大統一理論の一つ作用力として、研究が進められている。 注意:重力子(graviton)をゲージ粒子と見なさない者もいる。 今日の場の理論においては、これらの相互作用はゲージ粒子の交換により発生すると考えられている。また素粒子の対称性の研究からこれらの相互作用はビッグバン直後のような超高エネルギー状態においては、その挙動に違いは無くなると考えられた。電磁力と弱い力を統一する理論(ワインバーグ=サラム理論)は実験的に確立された。二つの力を一緒にして電弱力と呼ばれる。更に電弱力と強い力を統一する理論(大統一理論)も研究が盛んに行われているものの、理論によって予言される陽子崩壊等の新現象や、超対称性粒子が実験的に確認されていないために難航している。更に、これら3つの力と重力とを統一した超大統一理論(万物の理論)は実現には程遠い。
概要
四つの基本相互作用
強い相互作用104010-15原子核内同左で0グルーオン素粒子のクオークに作用し、クオーク同士を結合させて陽子や中性子を構築し、残った力は強い残留力(核力)として他の陽子や中性子を引き寄せる力として、原子核を構成するが、素粒子のレプトンには作用しない。
電磁相互作用1038無限大
弱い相互作用101510-18素粒子内同左で0ウィークボソン(W±,Z0)素粒子(クオーク)のフレーバーの変化により、放出される素粒子のレプトンなどのエネルギーをβ崩壊(中性子から陽子への変化)として検出し定義している。強い核力に作用しない素粒子のレプトンだが、電磁相互作用と重力相互作用には、電子やミュートリオが作用する。
重力相互作用100(=1)無限大
基本相互作用統一の試み
関連項目
相互作用
表
話
編
歴
物理学の基本相互作用
物理力
強い相互作用
電弱相互作用
弱い相互作用
電磁相互作用
重力
放射
電磁放射
重力波
仮説上の力
第5の力
クインテッセンス
弱い重力予想(英語版)
en:Glossary of physics
素粒子物理学
物理学の哲学
宇宙
en:Weakless Universe
.mw-parser-output .asbox{position:relative;overflow:hidden}.mw-parser-output .asbox table{background:transparent}.mw-parser-output .asbox p{margin:0}.mw-parser-output .asbox p+p{margin-top:0.25em}.mw-parser-output .asbox{font-size:90%}.mw-parser-output .asbox-note{font-size:90%}.mw-parser-output .asbox .navbar{position:absolute;top:-0.90em;right:1em;display:none}
この項目は、自然科学に関連した書きかけの項目です。この項目を加筆・訂正などしてくださる協力者を求めています(Portal:自然科学)。
.mw-parser-output .hlist ul,.mw-parser-output .hlist ol{padding-left:0}.mw-parser-output .hlist li,.mw-parser-output .hlist dd,.mw-parser-output .hlist dt{margin-right:0;display:inline-block;white-space:nowrap}.mw-parser-output .hlist dt:after,.mw-parser-output .hlist dd:after,.mw-parser-output .hlist li:after{white-space:normal}.mw-parser-output .hlist li:after,.mw-parser-output .hlist dd:after{content:" ・\a0 ";font-weight:bold}.mw-parser-output .hlist dt:after{content:": "}.mw-parser-output .hlist-pipe dd:after,.mw-parser-output .hlist-pipe li:after{content:" |\a0 ";font-weight:normal}.mw-parser-output .hlist-hyphen dd:after,.mw-parser-output .hlist-hyphen li:after{content:" -\a0 ";font-weight:normal}.mw-parser-output .hlist-comma dd:after,.mw-parser-output .hlist-comma li:after{content:"、";font-weight:normal}.mw-parser-output .hlist-slash dd:after,.mw-parser-output .hlist-slash li:after{content:" /\a0 ";font-weight:normal}.mw-parser-output .hlist dd:last-child:after,.mw-parser-output .hlist dt:last-child:after,.mw-parser-output .hlist li:last-child:after{content:none}.mw-parser-output .hlist dd dd:first-child:before,.mw-parser-output .hlist dd dt:first-child:before,.mw-parser-output .hlist dd li:first-child:before,.mw-parser-output .hlist dt dd:first-child:before,.mw-parser-output .hlist dt dt:first-child:before,.mw-parser-output .hlist dt li:first-child:before,.mw-parser-output .hlist li dd:first-child:before,.mw-parser-output .hlist li dt:first-child:before,.mw-parser-output .hlist li li:first-child:before{content:" (";font-weight:normal}.mw-parser-output .hlist dd dd:last-child:after,.mw-parser-output .hlist dd dt:last-child:after,.mw-parser-output .hlist dd li:last-child:after,.mw-parser-output .hlist dt dd:last-child:after,.mw-parser-output .hlist dt dt:last-child:after,.mw-parser-output .hlist dt li:last-child:after,.mw-parser-output .hlist li dd:last-child:after,.mw-parser-output .hlist li dt:last-child:after,.mw-parser-output .hlist li li:last-child:after{content:")\a0 ";font-weight:normal}.mw-parser-output .hlist ol{counter-reset:listitem}.mw-parser-output .hlist ol>li{counter-increment:listitem}.mw-parser-output .hlist ol>li:before{content:" "counter(listitem)" ";white-space:nowrap}.mw-parser-output .hlist dd ol>li:first-child:before,.mw-parser-output .hlist dt ol>li:first-child:before,.mw-parser-output .hlist li ol>li:first-child:before{content:" ("counter(listitem)" "}.mw-parser-output .navbar{display:inline;font-size:75%;font-weight:normal}.mw-parser-output .navbar-collapse{float:left;text-align:left}.mw-parser-output .navbar-boxtext{word-spacing:0}.mw-parser-output .navbar ul{display:inline-block;white-space:nowrap;line-height:inherit}.mw-parser-output .navbar-brackets::before{margin-right:-0.125em;content:"[ "}.mw-parser-output .navbar-brackets::after{margin-left:-0.125em;content:" ]"}.mw-parser-output .navbar li{word-spacing:-0.125em}.mw-parser-output .navbar-mini abbr{font-variant:small-caps;border-bottom:none;text-decoration:none;cursor:inherit}.mw-parser-output .navbar-ct-full{font-size:114%;margin:0 7em}.mw-parser-output .navbar-ct-mini{font-size:114%;margin:0 4em}.mw-parser-output .infobox .navbar{font-size:88%}.mw-parser-output .navbox .navbar{display:block;font-size:88%}.mw-parser-output .navbox-title .navbar{float:left;text-align:left;margin-right:0.5em}