Die vier Fundamentalkräfte der Physik

Die vier Fundamentalkräfte der Natur, die die Physik kennt, sind:

• Gravitation
  • schwächste aller Wechselwirkungen
  • dominiert die großräumigen Strukturen des Universums, da nicht abschirmbar
  • unendliche Reichweite
• Elektromagnetische Wechselwirkung
  • verantwortlich für die meisten alltäglichen Phänomene (Licht, Elektrizität und Magnetismus, Chemie, Festkörpereigenschaften, ...)
  • unendliche Reichweite
  • positive und negative Ladungen können einander in der Fernwirkung kompensieren
• Schwache Wechselwirkung
  • verantwortlich für manche radioaktiven Zerfälle (Betazerfall)
  • sehr kurze Reichweite aufgrund massiver Überträgerteilchen
• Starke Wechselwirkung
  • stärkste aller Wechselwirkungen
  • verantwortlich für den Zusammenhalt der Atomkerne
  • sehr kurze Reichweite aufgrund Confinement

Eines der Ziele der Physik ist es, alle Fundamentalkräfte oder Wechselwirkungen in einem vereinheitlichten Gesamtkonzept zu beschreiben. Man spricht auch von vereinheitlichten Theorien oder von den Großen Vereinheitlichten Theorien (GUTs: Grand Unified Theories).

Beispielsweise ist die elektromagnetische Wechselwirkung eine Vereinheitlichung der elektrischen und der magnetischen Wechselwirkung. Genauso ist es gelungen, die elektromagnetische Wechselwirkung und die schwache Wechselwirkung in der Quantenfeldtheorie der elektro-schwachen Wechselwirkung vereinheitlicht zu beschreiben.