Si hay fuerzas fundamentales más débil que la de la gravedad, podemos saber acerca de ella?

Question

Sabemos que la gravedad es muy débil fuerza en comparación con las fuerzas electromagnéticas y las fuerzas nucleares. Sabemos acerca de las otras fuerzas porque son necesarias para explicar los átomos, y podemos detectar la gravedad fácilmente, porque a diferencia de las otras fuerzas siempre es atractivo, por lo que la débil fuerza de gravedad de cada una de las partículas en un planeta, puede añadir un efecto medible.

Sin embargo, es posible que existen otras fuerzas fundamentales que son mucho más débil que la de la gravedad, o incluso de una magnitud similar pero con "cargos" que atraen a su opuesto y por lo tanto se cancelan a través de grandes escalas? Parece que no necesariamente han detectado una fuerza que si existía, y parece diferente de la clase de cosa que usted puede probar el uso de un acelerador de partículas.

Me doy cuenta de esta pregunta es que tipo de ingenuo. Sé un poco de la mecánica cuántica, pero nunca estudió la teoría del campo cuántico o la física de partículas. Tengo curiosidad acerca de si los formalismos proporcionar una manera para descartar adicionales débiles fuerzas.

Answer 1

Con un suficiente "tolerancia", uno puede, por supuesto, imaginar fuerzas que son más débiles o mucho más débil que la de la gravedad. Experimentalmente, sólo se puede mejorar límites superiores en la fuerza de las fuerzas nuevas.

Por otro lado, existe bastante fuerte argumentos teóricos que la gravedad en realidad tiene que ser el más débil de largo alcance (ley de potencia) fuerza de la coherencia de las leyes de la gravedad cuántica, ver

http://arxiv.org/abs/hep-th/0601001

y sus seguimientos.

Answer 2

Un buen lugar para buscar para obtener una idea de la experimentación de los límites es en Eötvös experimentos, de los cuales se intenta medir las desviaciones en la masa inercial de la masa gravitacional. Otra forma de pensar acerca de esto, es que si había una fuerza que todavía no podemos modelo, aparecería como un efectivo cambio en la masa inercial en estos experimentos. Hasta ahora, estos experimentos no han demostrado que las violaciones más conocida de la física con cuantificables límites.

El Eöt de Lavado de Grupo en la Universidad de Washington parecen conducir en esta área, y su grupo de página tiene enlaces a algunos trabajos recientes.

Sus exámenes de dar a los límites sobre la posible fuerza de una aún desconocida fuerza $|\alpha|$ medido con respecto a la fuerza gravitacional

Por ejemplo, en la Torsión de equilibrio de las pruebas de la debilidad del principio de equivalencia de la Clase. Cuántica De La Gravedad. 29, 184002 (2012) podemos ver algunos de los límites en grandes escalas de longitud.

donde aquí la fuerza de la interacción se mide con respecto a la gravedad.

Un artículo anterior: Pruebas de la Gravitacional del Inverso del Cuadrado de la Ley por debajo de la Energía Oscura que la Escala de Longitud. Phys. Apo. Lett 98, 021101 (2007) da a los límites para las pequeñas escalas de longitud:

De nuevo con la fuerza de la interacción se mide con respecto a la gravedad.

Answer 3

A partir de un experimentales del punto de vista con el fin de medir algo o establecer un límite, un determinado marco teórico tiene que existir.

Tomar como un ejemplo de los límites medido para el momento dipolar eléctrico del electrón. El experimento está diseñado específicamente en la suposición de que la señal proviene de una T asimétrica de la teoría propuesta. Como se puede ver el experimento consiste en láseres y molecular de los estados con el fin de obtener la gran precisión de los límites.

De manera específica propuestas permitirán el diseño apropiado de los experimentos que no tienen mucho que ver con los experimentos en física de partículas, pero puede establecer límites estrictos o incluso descubrir algo nuevo.

Answer 4

No puede ser, ciertamente, las fuerzas adicionales. Por ejemplo, la partícula de Higgs puede ser considerado como el portador de una quinta fuerza, aunque como vamos a ver a partir de las respuestas a la pregunta de si esto es o no es realmente una fuerza fundamental es discutible. Más en general, han sido los debates de las posibles fuerzas adicionales durante décadas, por ejemplo Brans-Dicke teoría postula una quinta fuerza llevada por un escalar campo. Como ocurre en el sujeto de una quinta parte de la fuerza de golpe la noticia de hace apenas unos días (me gustaría aprovechar este artículo con una pizca de sal!).

No puedo comentar sobre la relación de fuerzas de la posible quinta fuerzas. Me hizo tratar de leer Lubo del documento sobre el tema, pero es waaaaaaaay por encima de mi cabeza.

Answer 5

Podemos preguntar, ¿qué tiene la carga negativa del electrón juntos (ya que no tiene fuerzas nucleares), si un electrón que está hecho de un tipo de sustancia, cada parte debe repeler a las otras partes. ¿Por qué, entonces, no se vuelan en pedazos? Pero el electrón tiene "partes"? Tal vez deberíamos decir que el electrón está a sólo un punto y el electrón fuerzas de actuar sólo entre diferentes cargas puntuales, por lo que el electrón no actúa sobre sí mismo.$_1$

Si llegamos a saber que los electrones realmente tiene "partes", debemos introducir otra fuerza que la naturaleza necesita para sus secretos a desvelar, en contraste con tu opinión, creo que los físicos de partículas son necesarios aquí. Del mismo modo, nuestra incapacidad para comprender la naturaleza puede hacernos saber acerca de las fuerzas y de muchos otros factores, seguro.

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Créditos: $_1$ Feynman lectures on Physics-Volumen II-nombre del Capítulo:01 Electromagnetismo.