Temel kuvvet
Tarihçe > Standart Model

Ana madde: Standart Model
Parçacık fiziğinin Standart Modeli, 20. yüzyılın ikinci yarısında geliştirildi. Standart Modelde elektromanyetik etkileşimler, güçlü ve zayıf etkileşimler, davranışları kuantum mekaniğinde modellenen temel parçacıklarla ilişkilendirilirken. Kuantum mekaniğinin istatiksel sonuçlarıyla tahmine dayalı başarı için, parçacık fiziği geleneksel olarak kuantum mekaniği olaylarını özel göreliliğe, tamamen göreli kuantum alan kuramına göre ayarlanmış bir alanda modeller .Ayar bozonları olarak adlandırılan kuvvet parçacıkları (kuvvet taşıyıcıları veya altta yatan alanların haberci parçacıkları), fermiyon adı verilen madde parçacıklarıyla etkileşime girer. Gündelik madde, üç fermiyon türünden oluşan atomlardır: yukarı-kuarklar,aşağı-kuarklar ve çekirdek yörüngesindeki elektronlar. Atomlar etkileşime girer, moleküller oluşturur ve elektromanyetik alanın kuvvet taşıyıcısı olan fotonları emen ve yayan elektronları arasındaki elektromanyetik etkileşimler yoluyla başka özellikler gösterir; bu, engellenmediğinde potansiyel olarak sonsuz mesafeyi kat eder. Elektromanyetizmanın kuantum alan kuramı, kuantum elektrodinamiğidir.
Zayıf etkileşimin kuvvet taşıyıcıları, büyük W ve Z bozonlarıdır. Elektrozayıf kuram, hem elektromanyetizma hem de zayıf etkileşimi kapsar. Büyük Patlama'dan kısa bir süre sonra yüksek sıcaklıklarda, zayıf etkileşim, elektromanyetik etkileşim ve Higgs bozonu orijinal olarak farklı bir dizi eski simetri öncesi-kırma alanlarının karışık bileşenleriydi. Erken evren soğudukça, bu alanlar uzun menzilli elektromanyetik etkileşim, kısa menzilli zayıf etkileşim ve Higgs bozonu olarak ayrıldı. Higgs mekanizmasında, Higgs alanı, bazı kuantum parçacıkları ile bu parçacıklara kütle kazandıracak şekilde etkileşime giren Higgs bozonlarını gösterir. Kuvvet taşıyıcısı gluon olan ve kuarklar arasında çok küçük bir mesafeyi kateden güçlü etkileşim, kuantum renk dinamiğinde modellenmiştir. Elektrozayıf kuramı, Kuantum renk dinamiği ve Higgs mekanizması, parçacık fiziğinin Standart Modelini içerir. Tahminler genellikle hesaplamalı yaklaşım yöntemleri kullanılarak yapılır, ancak bu tür pertürbasyon kuramı bazı deneysel gözlemleri (örneğin bağlı durumlar ve solitonlar) modellemek için yetersizdir. Yine de fizikçiler, Standart Model'i bilimin deneysel olarak en doğrulanmış kuramı olarak kabul ederler.
Standart Model ötesi fizikte, bazı kuramcılar, bir Büyük Birleşik kuram içinde elektro-zayıf ve güçlü etkileşimleri birleştirmek için çalışırlar. Büyük birleşik kuramın "gölge" parçacıkları varsayımına yönelik bazı girişimler, öyle ki bilinen her madde parçacığı keşfedilmemiş bir kuvvet parçacığıyla birleşir ve bunun tersi de tamamen süpersimetridir. Diğer kuramcılar, varsayımsal kuvvet taşıyıcısı olan gravitonun modelleme davranışıyla Kütleçekimi alanını nicelemeye ve kuantum kütleçekimine ulaşmaya çalışırlar. Kuantum kütleçekimine bir yaklaşım, Kuantum çekim döngüsüdür. Yine diğer kuramcılar, dört temel etkileşimin tümünü bir Her Şeyin Kuram'ına indirgeyerek hem kuantum kütleçekimini hem de büyük birleşik kuramını tek bir çerçevede ararlar. Her şeyin kuramının en yaygın amacı sicim kuramıdır, ancak madde parçacıklarını modellemek için, parçacıkları zorlamak için süpersimetriyi eklemiştir ve bu nedenle, kesin konuşmak gerekirse, Süpersicim kuramı haline gelmiştir. Görünüşte farklı süpersicim kuramları, bir omurga, M-kuramı üzerinde birleştirildi. Standart Modelin ötesindeki kuramlar, büyük deneysel destekten yoksun olunmasından kaynaklı olarak oldukça spekülatif olmaya devam ediyor.