Kraft

Die Kraft (F für das englische „force“) ist die Fähigkeit, die Geschwindigkeit eines Körpers zu verändern oder ihn zu verformen. Sie ist eine vektorielle Feldgröße, d.h. sie ist im ganzen Raum definiert und hat eine Richtung. Die Einheit der Kraft ist Newton, die Dimension ist kg*m/s2.
Kräfte wirken immer und überall und die Physik ist zu einem guten Teil das Studium dieser Kräfte. Die Einheit der Kraft wurde Sir Isaac Newton zu Ehren so genannt. Er stellte als erster die 3 Newtonschen Gesetze auf, welche die klassische Mechanik begründeten:

1. Das Trägheitsprinzip: Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen Bewegung (keine Beschleunigung), falls keine äußeren Kräfte auf ihn wirken.
2. Das Kraftgesetz: Die zeitliche Änderung des Impulses eines Körpers ist proportional zur äußeren Kraft, die auf den Körper wirkt. Actio est Reactio, zu deutsch: Kraft gleich Gegenkraft. Bei der Wechselwirkung zweier Körper ist die Kraft, die Körper eins auf Körper zwei ausübt, entgegengesetzt gleich der Kraft von Körper zwei auf Körper eins. Es gibt, nach derzeitigen physikalischen Erkenntnissen, nur vier verschiedene fundamentale Kräfte: Erstens die elektromagnetische Kraft, die ihre Ursache in der elektrischen Ladung hat. Zweitens die schwache Wechselwirkung, die für den Betazerfall verantwortlich ist.
   
3. Drittens die starke Kraft oder auch Kernkraft, die für den Zusammenhalt der Atomkerne sorgt.
4. Und viertens die Gravitation.

In der Theorie wurden die elektromagnetische und die schwache Wechselwirkung auf eine gemeinsame Ursache zurückgeführt. Diese elektroschwache Theorie ist eine vereinheitlichte Feldtheorie: vereinheitlicht, weil sie zwei fundamentale Kräfte zusammenführt, und „Feld-“, weil die Ursache der Kräften auf Felder zurückgeführt wird. Es wird daran gearbeitet, auch die anderen Kräfte in das Modell zu integrieren. Für die Inklusion der starken Wechselwirkung gibt es funktionierende supersymmetrische Modelle. Nur für die Gravitation ist noch keine brauchbare Lösung gefunden worden. Heutzutage sind diese Theorien auf der Erde nicht beobachtbar, da sie Zustände kurz nach dem Urknall beschreiben. Derzeit wird am CERN in Genf der LHC (Large Hadron Collider) gebaut, das weltweit größte physikalische Experiment, um diese Theorien zu überprüfen. Das Institut für Hochenergiephysik der TU Wien arbeitet dabei mit.

Institut für Theoretische Physik: URL: itp.tuwien.ac.at/Fundamental_Interactions
Institut für Hochenergiephysik: URL: wwwhephy.oeaw.ac.at
Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire (CERN): URL: www.cern.ch
Ein Abfallprodukt (spinn-off) des CERN ist übrigens das WWW.