四种基本力还有哪些知识点

首先，什么是虚粒子？这些是由海森堡不确定性原理而存在的粒子。不确定性原理的一个版本指出，能量的变化乘以粒子存在的时间大于等于普朗克常数除以4π。但是量子力学的概率定律是这样的，如果粒子的能量乘以时间小于h/4π，则可以存在虚拟粒子，而不是真实粒子。这实质上意味着大自然允许虚拟粒子的短暂存在，由于能量和质量是等价的，自然会通过从真空中借用能量来创造具有质量的粒子。但是由于时间很短，因此它在被检测到之前就被破坏了。它们实际上只是潜在量子场的激发，但仅表现为力，而不是可检测的粒子。

但是，如果它们是检测不到的，那么我们怎么知道它的存在？我们无法检测到单个虚拟粒子，但我们可以检测到许多粒子被创建和破坏而产生的效应。其中一种这样的效应称为卡西米尔效应，当板外的虚拟粒子的压力高于板之间的压力时，两个紧密保持的板之间会产生物理力。

电磁相互作用

但这对于强力来说是一个难题，因为它的介导虚粒子胶子也是无质量的，然而强力的作用范围非常有限，只有一个质子的宽度。为什么它没有无限的作用范围呢？答案涉及量子色动力学。

弱力是如何工作的？它更像是一种能量，某些粒子必须将自己变成不同的粒子。这方面的一个例子是中子，通过发射电子和反中微子变成了质子。一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成，质子由两个上夸克和一个下夸克组成。任何中子都可以通过将其中一个下夸克转化为上夸克而变成质子，它通过发射电负电的虚拟W-玻色子来实现这一点。由于W-玻色子带有负电荷，所以不带电的中子现在变成了带正电荷的质子。然后W-玻色子几乎立即衰变成电子和反中微子，这也是我们在实验中所能检测到的粒子。

弱相互作用很短的原因是因为W玻色子的质量非常大，因此W玻色子的存活时间非常短。用不确定性方程进行数学计算，作用范围大约为10^-18米，大约是质子直径的千分之一。弱相互作用的有趣之处在于它的强度，在质子直径的千分之一范围内几乎与电磁力相同，正是这种洞察力导致了电磁力与弱力的统一。

引力

我们之所以没有量子引力理论，是因为它在量子尺度上完全被其他三种力压制了。所以现在引力几乎是纯粹用广义相对论的几何术语来处理的。在某个层面上，所有4种基本力应该是相同的，弄清楚这种统一将引导我们建立万物理论。