ve tersi ile bilinen her türlü mesele parçacık ortakları, tamamen süpersimetri (SUSY). Diğer teorisyenler kendi varsayımsal kuvvet taşıyıcı, gravitonlardır modelleme davranışı ile yerçekimi alanı nicemlemek ve kuantum yerçekimi (QG) elde etmek için çalışırlar. QG bir yaklaşım kuantum çekim döngüsü (LQG) 'dir. Yine de diğer teorisyenler Everything (TEP) bir Teorisine dört temel etkileşimleri azaltarak, tek çerçevesinde QG ve GUT hem arıyorlar. Mesele parçacıkları modellemek için her ne kadar bir ayak en yaygın amacı sicim teorisi, bu zorlamak için SUSY ekledi parçacıkları-ve böylece, kesinlikle konuşma, süper sicim teorisi oldu. Çoklu, görünüşte farklı süper sicim teorileri bir omurga, M-teorisi üzerine birleştirildi. Standart Model ötesinde Teorileri harika deneysel destekten yoksun, son derece spekülatif kalır.

Temel etkileşimlerin kavramsal modelde, mesele 1/2 (ħ indirgenmiş Planck sabiti ħ/2 ± içsel açısal momentum) ± ücretleri ve spin denilen özellikleri taşıyan fermiyonların oluşur. Onlar çekmek veya bozonların yoğunlaşmasını alışverişinde birbirlerini iterler.

Pertürbasyon teorisi fermiyonların herhangi bir çift etkileşimi daha sonra bu şekilde modellenebilir:

İki fermiyonlar çıkmak değişti → İki fermiyonlar bozon değişimiyle → etkileşimi gidin.

Bozonları değişimi her zaman böylece onların hızını ve yönünü değiştirerek, fermiyonlar arasındaki enerji ve momentum taşır. Değişimi, aynı zamanda (örneğin, başka Fermiyon türünden diğerine bunları açmak) sürecinde fermiyonların ücretleri değişen fermiyonlar arasında bir ücret taşıma olabilir. Bozonlar açısal momentumun bir birim taşımak beri, fermiyonlar (azaltılmış Planck sabiti biriminde) yönünde böyle bir değişimi sırasında + 1/2 -1/2 (ya da tersi) çevirmek olacaktır dönerler.

Fermiyonlar bir etkileşim sonucu çekme ve birbirlerini iten için, "etkileşim" terimi, daha büyük bir güçtür.

Mevcut anlayışa göre, dört temel etkileşimler ya da güçler vardır: yerçekimi, elektromanyetizma, zayıf etkileşim ve güçlü etkileşim. Aşağıdaki tabloda açıklandığı gibi Onların büyüklüğü ve davranışları, büyük ölçüde değişir. Modern fizik bu temel etkileşimler her gözlenen fiziksel olguyu açıklamak için çalışır. Ayrıca, farklı etkileşim türlerinin sayısının azaltılması arzu olarak görülmektedir. Noktasında iki olgu birleştirilmesi şunlardır:

Elektromanyetizma içine elektrik ve manyetik kuvvet;

Elektromanyetik etkileşim ve elektrozayıf etkileşim içine zayıf etkileşim; aşağıya bak.

Hem büyüklüğü ("göreli gücü") ve "menzil", tabloda verilen, sadece oldukça karmaşık kuramsal çerçevede anlamlıdır. Aynı zamanda, aşağıdaki tabloda halen devam araştırma konusu olan kavramsal Şema özelliklerini listeler not edilmelidir.

Modern (tedirgemeli) yerçekimi dışındaki temel kuvvetlerin kuantum mekaniksel bakış madde parçacıkları (fermiyonlar) doğrudan etkileşim sanal parçacıklar (gösterge bozonları), birbirleri ile etkileşim, ama yerine bir yük taşıyan ve döviz kalmamasıdır taşıyıcılar veya kuvvet arabulucular. Örneğin, fotonlar elektrik yüklerinin etkileşimi aracılık ve gluonlar renk ücretleri etkileşimini aracılık eder.

Gravitasyon arayla dört etkileşim zayıf olduğunu. Yerçekiminin zayıflığı kolayca (örneğin, bir soğutma cihazı mıknatıs gibi), basit bir mıknatıs kullanılarak bir iğne süspansiyon ile gösterilebilir. Mıknatıs, tüm Dünya'nın çekim kuvvetine karşı pimi tutun yapabiliyor.

Yine yerçekimi makroskopik nesnelerin ve aşağıdaki nedenlerle makroskopik mesafelerde çok önemlidir. Gravitasyon:

-Kütle, enerji ve / veya ivme sahip tüm parçacıklar üzerinde hareket tek etkileşim

-Elektromanyetizma gibi, sonsuz bir dizi var ama güçlü ve zayıf etkileşim aksine

-Absorbe dönüştürülmüş, ya da karşı korumalı olamaz

-Daima çeker ve iter asla

Elektromanyetizma yerçekimi çok daha güçlü olsa da, elektrostatik çekim örneğin organlar proton ve elektronlardan eşit sayı içeren ve böylece sıfır net elektrik yükü vardır çünkü gezegenler, yıldızlar, galaksiler ve, gibi büyük gök cisimleri için geçerli değildir. Çekici veya itici olabilir elektrik güçleri aksine, sadece çekici olduğundan hiçbir şey yerçekimi "iptal". Öte yandan, kütleye sahip olan tüm nesnelerin sadece çeken çekim kuvveti, tabidir. Bu nedenle, sadece evrenin büyük ölçekli yapısı üzerinde konularda yerçekiminin.

Yerçekimi uzun menzilli galaksiler, kara deliklerin yapısı gibi büyük ölçekli olayların için sorumlu yapar ve evrenin genişlemesini geciktirir. [Kaynak belirtilmeli] Gravitasyon aynı zamanda gezegen yörüngeleri gibi daha mütevazı ölçeklerde astronomik fenomenleri açıklıyor yanı gündelik deneyim olarak: sonbahar nesneleri; onlar yere yapıştırılmış sanki ağır nesneler hareket ve hayvanların sadece bu kadar yüksek atlayabilir.

Gravitasyon matematiksel tarif edilecek ilk etkileşim oldu. Antik çağda, Aristoteles, farklı kitlelerin nesneler farklı oranlarda düşmesi varsaydık. Bilimsel Devrimi sırasında, Galileo Galilei deneysel bu davayı değildi tespit - bir atmosfer varsa hava direnci nedeniyle sürtünme ihmal ve kaldırma kuvvetleri (örneğin su dolu balon vs düştü hava dolu balon durumda) tüm nesneler aynı oranda Dünya'ya doğru hızlandırmak. (1687) Evrensel Çekim Isaac Newton kanunu çekim davranış iyi bir yaklaşım oldu. Kütleçekim Bizim bugünkü anlayış 1915 Görecelik Albert Einstein'ın Genel Teorisi kaynaklanıyor, uzay geometrisi açısından çekim açıklaması (özellikle kozmolojik kitleler ve mesafeler için), daha doğru bir.

Kuantum yerçekimi daha genel bir teori haline genel görelilik ve kuantum mekaniği (ya da kuantum alan teorisi) birleştiriliyor aktif bir araştırma alanıdır. Bu yerçekimi graviton denen bir kütlesiz spin-2 parçacık aracılık ettiğini varsayılmaktadır.

Genel görelilik deneysel küçük ölçeklerde ama üzerinde (en azından zayıf alanlar İçin) teyit edilmiş olmasına rağmen, yerçekimi rakip teoriler vardır. Fizik topluluğu tarafından ciddiye alınması olanlar hepsi bazı limiti genel görelilik azaltmak ve gözlemsel çalışmanın odak mümkündür genel görelilik itibaren neler sapmalar sınırlandırmaları kurmaktır.

Yerçekimi kuvveti çok zayıf neden Önerilen ekstra boyutlar açıklayabilir.

Elektromanyetizma ve zayıf etkileşim de günlük düşük enerjiler çok farklı olduğu görülmektedir. Onlar iki farklı teorileri kullanılarak modellenebilir. Ancak, birleşme enerjisi üzerinde, 100 GeV mertebesinde, tek bir elektrozayıf yürürlüğe birleştirme olacaktır. Elektrozayıf teori özellikle evrenin gelişti nasıl modern kozmoloji için çok önemlidir. Kısa bir süre Big Bang'den sonra, sıcaklık 10 üzeri15 K. Elektromanyetik kuvvet üzerinde yaklaşık oldu ve zayıf kuvvet kombine elektrozayıf yürürlüğe birleştirilmiştir olmasıdır. Temel parçacıklar arasındaki zayıf ve elektromanyetik etkileşime birleşmesi katkılarından dolayı, Abdus Salam, Sheldon Glashow ve Steven Weinberg, 1979 yılında Nobel Fizik Ödülü verildi.

Elektromanyetizma elektrik yüklü parçacıklar arasındaki hareket güçtür. Bu olgu, istirahat yüklü parçacıklar arasında hareket eden elektrostatik kuvvet ve birbirlerine göre hareket yüklü parçacıklar arasında hareket eden elektrik ve manyetik güçlere kombine etkisini de içermektedir.

Elektromanyetizma yerçekimi gibi değişmekteydi-sonsuz, ama çok güçlüdür ve bu nedenle böyle bir sürtünme, gökkuşağı, yıldırım gibi günlük deneyimin makroskopik olayların bir dizi ve televizyon, lazerler ve bilgisayar gibi elektrik akımını kullanarak insan yapımı cihazların anlatılmaktadır. Elektromanyetizma temelde tüm kimyasal bağ da dahil olmak üzere tüm makroskopik ve birçok atom seviyeleri, kimyasal elementlerin özelliklerini belirler.

Elektriksel ve manyetik olaylar çok eski zamanlardan beri gözlenmiştir, ancak yalnızca bu elektrik ve manyetizma aynı temel etkileşim iki yönü olduğu keşfedilmiştir 19. yüzyılda oldu. 1864 olarak, Maxwell denklemleri titizlikle bu birleşik etkileşimi miktarı almıştı. Vektör analizi kullanılarak yeniden Maxwell'in kuramı, en teknolojik amaçlar için uygun elektromanyetizmanın klasik teori vardır.

(Alışıldığı harfi "c" ile açıklanmıştır) bir ışığın boşluktaki sabit hız özel görelilik teorisi ile tutarlı Maxwell denklemlerinden, elde edilebilir. Işığın hızı ne olursa olsun gözlemci hareket ne kadar hızlı sabittir gözlem akar ancak özel Einstein'ın görelilik teorisi 1905, Maxwell denklemlerinin ima teorik sonuç doğası üzerine çok elektromanyetizma ötesinde derin etkileri vardır olduğunu gösterdi zaman ve uzay.

Klasik elektro-manyetizma ayrıldı başka çalışmada, Einstein da o ışık şimdi fotonları diyoruz quanta, iletilen edildi hipotez ile fotoelektrik etkiyi açıkladı. 1927 civarında başlayarak, Paul Dirac elektromanyetizmanın göreli teorisiyle kuantum mekaniğini birleştirdi. Şimdi kuantum elektrodinamiğinin, elektromanyetizma revize teorisi denilen bu teori, tamamlanan Richard Feynman, Freeman Dyson, Julian Schwinger ve Siniçiro Tomonaga tarafından 1940'larda ileri çalışmalar. Kuantum elektrodinamik ve kuantum mekaniği gibi elektrikle yüklü parçacıkların belli bir yüzdesi, klasik elektromanyetik teori altında imkansız olurdu şekillerde hareket hangi kuantum tünelleme gibi elektromanyetik davranışlarının teorik bir temel sağlamak, bu tür için transistörler gibi günlük elektronik cihazlar için gerekli olan işlevidir

Zayıf etkileşim ya da zayıf nükleer kuvvet gibi beta bozunumu gibi bazı nükleer olayların sorumludur. Elektromanyetizma ve zayıf kuvvet artık birleşik elektrozayıf etkileşim iki yönü olduğu anlaşılmaktadır - Bu keşif Standart Model olarak bilinen birleşik teori doğru ilk adım oldu. Elektrozayıf etkileşim teorisi, zayıf kuvvet taşıyıcıları W ve Z bozonları denilen büyük göstergesi bozonları vardır. Zayıf etkileşim parite korumak değil sadece bilinen etkileşim; bu sol-sağ bir asimetrik. Zayıf etkileşim bile CP simetrisini ihlal ama CPT tasarrufu yok.

Güçlü etkileşim, ya da güçlü nükleer kuvvet, esas olarak, çünkü o mesafeye göre değişir şekilde, en karmaşık etkileşimdir. 10 femtometers daha büyük mesafelerde, güçlü kuvvet pratik gözlenemeyen olduğunu. Ayrıca, sadece atom çekirdeğinin içinde tutar.

Çekirdek 1908 y