自然界の四つの力

自然界には少なくとも四つの力があることが知られている。しかし、そもそも「力(相互作用)」とは何なのか?
高エネルギー物理学が到達した現在の見方を解説しよう。

力(相互作用)とは何か?

電子をよく見ると光子をお手玉しながら走っている。近くに他の電子がきてお手玉の光子を取ってしまうと、光子の持っていた運動量の分だけ各々の電子の運動量が変化する。
高校の物理ででてくるニュートンの運動方程式によれば、運動量の時間変化の割合が力である。

ニュートンの運動方程式
Δp:運動量変化
Δt:時間間隔
F:力


力(相互作用)= 力の粒子の交換

お手玉の頻度が高いほど、粒子の間で「力の粒子」がやり取りされる確率が高まり、より大きく運動量が変化する。つまり、より大きな力が働いたことになる。力の強さはお手玉の頻度で決まるのだ。