Het is bekend dat atomen de bouwstenen zijn van het universum. Maar welke natuurkundige krachten zijn er i.v.m atomen?

Antwoord

Tot de jaren 20 van de vorige eeuw dacht men dat atomen de elementaire bouwstenen van de materie waren. ‘Atoom’ betekent niet voor niets ‘ondeelbaar’. Ondertussen is gebleken dat een atoom uit een kern en elektronen bestaat. Die elektronen zijn ondeelbaar gebleken en zijn, zover we weten, ‘elementaire’ deeltjes, maar de kern viel dan weer uit elkaar in protonen en neutronen, die ieder dan weer uit kleinere deeltjes bestaan. De zoektocht naar en de onderzoek van de eigenschappen van de elementaire bouwstenen van de natuur gaat door en vereist een enorme inzet van experimentele apparatuur.

Voor krachten noem je snelheid, beweging, temperatuur… Je moet beseffen dat dit geen krachten zijn maar eerder de gevolgen van krachten. Een kracht is iets wat de beweging ven een voorwerp kan veranderen. Er zijn tot hiertoe 4 verschillende interacties ontdekt. Twee ervan ken je ongetwijfeld: de gravitatiekracht zorgt voor een aantrekkingskracht tussen twee massa’s en houdt ons uiteindelijk op aarde. De elektromagnetische kracht is ongetwijfeld degene waarmee we het meest geconfronteerd worden: zij is verantwoordelijk voor de binding tussen atomen en moleculen en zorgt ervoor dat een groter stuk materie kan gebouwd worden. Fenomenen als elasticiteit en wrijving zijn uiteindelijk terug te brengen tot de elektromagnetische interactie.

Maar je beseft al direct dat er nog iets anders moet zijn: een atoomkern bestaat uit neutrale neutronen en positief geladen protonen die elkaar afstoten. De massa’s van die dingen is te klein opdat de gravitatiekracht ze bij elkaar kan houden, dus er moet nog een andere kracht zijn die op korte afstand sterker is dan de elektromagnetische, maar waarvan de invloed zeer sterk afneemt met de afstand, zodat ze buiten de kern niet meer merkbaar is. Er blijken er twee te zijn en men noemt ze de sterke en de zwakke interactie (of kernkracht)

Heel wat onderzoekers geloven dat deze vier krachten oorspronkelijk (ten tijde van de Big Bang) één enkele kracht vormden en nadien ‘uit elkaar’ zijn gegroeid. Voor de elektromagnetische en de zwakke kern blijkt dat in ieder geval zo te zijn. Het zal ook wel lukken om ook de sterke interactie samen in één model onder te brengen. Alleen de gravitatiekracht blijft op dit ogenblik nog aan aantal mysteries verhullen.