4 temel kuvvetin yaşamımızdaki yeri nedir?
Kütle çekim kuvveti diğer temel kuvvetlere göre oldukça zayıf etkileşim göstermektedir, ancak uzun mesafelerde kütle çekimin kuvveti diğerlerine oranla ön plana çıkar. Bunun üç nedeni vardır. Birincisi kütle çekimin menzili elektromanyetik kuvvet gibi sınırsızdır. İkincisi, tüm kütleler pozitiftir bu nedenle kütle çekimin etkileşimi elektromanyetizmadaki gibi elenmez. Son olarak, kütle çekim kuvveti emilemez ve dönüştürülemez, yani kalıcıdır. Yani gezegenler, yıldızlar ve galaksiler gibi büyük gökcisimleri kütle çekim kuvvetini baskın olarak hissederler. Karşılaştırılacak olursa örneğin bu cisimlerin toplam elektrik yükleri sıfırdır. Çünkü yükün yarısı pozitif diğer yarısı negatiftir. Ek olarak, diğer etkileşimlerden farklı olarak, kütle çekim evrensel olarak tüm maddeye etki eder.
Elektromanyetik kuvvet Ana madde: Elektromanyetik kuvvetElektromanyetizma elektrik yüklü parçacıklar arasında oluşan kuvvettir. Bu olgu yükler dengede iken rol oynayan elektrostatik kuvveti ve yükler birbirlerine göre hareket ederken işleyen elektrik ve manyetikkuvvetlerin bileşkelerini içerir.
Elektromanyetizma da sonsuz erimli bir kuvvettir ancak kütle çekimden çok daha kuvvetlidir bu yüzden , cisimlerin delinmezliğinden, lazer ve radyolara, atom ve metallerin yapısına, ve sürtünme ve gökkuşağına kadar güncel hayatımızdaki pek çok olguyu açıklar.
Elektrik ve manyetizma antik çağdan beri gözlenmekteydi, ancak bilimadamlarının her ikisinin bir temel etkileşimin görünümleri olduğunu keşfetmeleri ancak 1800lerde olabildi. 1864 e gelindiğinde Maxwell denklemleri olguyu özenle nicelemiş ve birleştirmişti. 1905'te Einstein Özel görelilik kuramı ile ışık hızının sabitliği konusunu çözmüş, Fotoelektrik etkiyi ışığın bugün foton dediğimiz parçacık üzerinden nicel iletildiğini kuramlaştırarak açıklamıştı. 1927'de Paul Dirac ile başlayan kuantum mekaniği ve elektromanyetizmanın göreceliğe dayalı kuramını birleştirerek kuantum elektrodinamik kuramını oluşturma süreciRichard Feynman, Freeman Dyson, Julian Schwinger, ve Sin-Itiro Tomonaga tarafından 1940'ta tamamlandı.
Güçlü çekirdek kuvveti Ana madde: Güçlü çekirdek kuvvetiGüçlü etkileşim veya güçlü çekirdek kuvveti farklı uzaklıklarda değişken değerlik alması nedeniyle en karmaşık kuvvetir. 10 femtometreden daha fazla uzaklıklarda pratik olarak gözlenemez, 20. yüzyılın başlarına kadar fark edilememesinin nedeni budur.
Çekirdeğin keşfinden sonra pozitif protonları çekirdekten fırlamaktan alıkoyacak yeni bir kuvvete ihtiyaç olduğu açıktı. Kuvvet elektromanyetizmadan çok daha güçlü olmalıydı böylece protonlar bu kadar (Atom hacminin 10-15) sıkışık bir arada iken dengeli sistemlerin kurulması açıklanabilirdi. Hideki Yukawa kuvvetin kısa erimi nedeniyle devasa (yaklaşık 100 MeV) bir parçacıkla ilintili olduğunu öngördü. Pion 1947'de keşfedildiğinde parçacık fiziğinde modern çağı başlattı .
Zayıf çekirdek kuvveti Ana madde: Zayıf çekirdek kuvvetiZayıf etkileşim veya zayıf çekirdek kuvvetı Beta ışıması gibi atom çekirdeği çapında bazı olgulardan sorumludur. Elektromanyetizma ve zayıf kuvvet kuramsal olarak birleşik bir kuramın, elektrozayıf etkileşiminiki bölümü olarak anlaşılmaktadır. Bu anlamlandırma birleşik kuram Standart Modele giden ilk adımdır. Elektrozayıf kuramda, kuvveti taşıyanlar büyük W ve Z bozonları olarak isimlendirilen Gauge bozonlardır. Zayıf etkileşim eşitliğin korunmadığı tek etkileşimdir sağ-sol asimetriktir. CP simetrisini bile ihlal etmektedir. Ancak, CPTsimetrisini korumaktadır
