Fundamentalne interakcije

Fundamentalne interakcije, osnovne sile ili temeljno međudjelovanje je međudjelovanje elementarnih čestica: gravitacijsko, elektromagnetsko, jako i slabo. Sva poznata međudjelovanja posljedica su tih 4 temeljnih međudjelovanja. Temeljna međudjelovanja međusobno se razlikuju po česticama na koje djeluju, jakosti, dosegu i česticama koje ih prenose. Jako međudjelovanje djeluje na kvarkove i gluone, slabo međudjelovanje na kvarkove i leptone, elektromagnetsko međudjelovanje na sve čestice nabijene električnim nabojem, a gravitacijsko međudjelovanje na sve čestice koje imaju masu. Gravitacijsko međudjelovanje između elementarnih čestica je iznimno slabo, slabo međudjelovanje je malo jače, elektromagnetsko još jače i jako je međudjelovanje najjače. Doseg elektromagnetskog i gravitacijskog međudjelovanja je beskonačan, a doseg jakog i slabog međudjelovanja je kratak, približno poput promjera atomske jezgre. Jako međudjelovanje prenose gluoni, elektromagnetsko fotoni, slabo W^± i Z⁰ bozoni a gravitacijsko gravitoni (koji nisu pokusima potvrđeni).

Međudjelovanje	Trenutačna teorija	Prijenosnici djelovanja	Relativna jakost(1)	Ovisnost o udaljenosti	Doseg djelovanja (m)
Jaka	Kvantna kromodinamika (QCD)	gluoni	1038	${\displaystyle {\sim r}}$ (vidi napomenu)	10−15
Elektromagnetska	Kvantna elektrodinamika (QED)	fotoni	1036	${\displaystyle {\frac {1}{r^{2}}}}$	${\displaystyle \infty }$
Slaba	Kvantna aromodinamika (QFD)	W i Z bozoni	1025	${\displaystyle {\frac {e^{-m_{W,Z}r}}{r^{2}}}}$	10−18
Gravitacijska	Opća teorija relativnosti (GR, nije kvantna teorija.)	gravitoni	1	${\displaystyle {\frac {1}{r^{2}}}}$	${\displaystyle \infty }$

⁽¹⁾ približne veličine. Točne vrijednosti ovise o česticama i energiji.

Međudjelovanja elementarnih čestica danas su opisana standardnim modelom čestica, odnosno standardnom teorijom čestica i sila. Utemeljena su na umnošku grupa U(1)×SU(2)×SU(3). Svakoj od grupa u tom umnošku svojstven je određeni naboj, koji je izvor pridruženoga baždarnoga bozona, prijenosnika danoga temeljnoga međudjelovanja. Temeljna međudjelovanja prenosi dvanaest baždarnih bozona: foton, elektromagnetsko međudjelovanje, dva masivna W-bozona i neutralni Z-bozon slabo međudjelovanje, i osam gluona jako međudjelovanje kao što to opisuje kvantna kromodinamika (međudjelovanja kvarkova i gluona koji posjeduju jaki naboj nazvan bojom). Jedan od glavnih ciljeva fizike elementarnih čestica je ujedinjenje temeljnih međudjelovanja. Do sada su u elektroslaboj teoriji ujedinjeni slabo i elektromagnetsko međudjelovanje u elektroslabo međudjelovanje.^[1]

1. ↑ temeljno međudjelovanje (fundamentalna interakcija), [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2020.