Kräfte und Trägerteilchen
Im Universum wirken vier Grundkräfte: die starke Kraft, die schwache Kraft, die elektromagnetische Kraft und die Gravitationskraft. Sie arbeiten über verschiedene Bereiche und haben unterschiedliche Stärken. Die Schwerkraft ist die schwächste, aber sie hat eine unendliche Reichweite. Die elektromagnetische Kraft hat auch unendliche Reichweite, ist aber um ein Vielfaches stärker als die Schwerkraft. Die schwachen und starken Kräfte sind nur über einen sehr kurzen Bereich wirksam und dominieren nur auf der Ebene subatomarer Teilchen., Trotz seines Namens ist die schwache Kraft viel stärker als die Schwerkraft, aber sie ist in der Tat die schwächste der anderen drei. Die starke Kraft ist, wie der Name schon sagt, die stärkste aller vier grundlegenden Wechselwirkungen.
Drei der Grundkräfte resultieren aus dem Austausch von Kraftträgerteilchen, die zu einer breiteren Gruppe namens „Bosonen“gehören. Materieteilchen übertragen diskrete Energiemengen, indem sie Bosonen miteinander austauschen., Jede Grundkraft hat ihr eigenes entsprechendes Boson – die starke Kraft wird vom „Gluon“ getragen, die elektromagnetische Kraft wird vom „Photon“ getragen und die „W-und Z-Bosonen“ sind für die schwache Kraft verantwortlich. Obwohl noch nicht gefunden, sollte das „Graviton“ das entsprechende krafttragende Teilchen der Schwerkraft sein. Das Standardmodell umfasst die elektromagnetischen, starken und schwachen Kräfte und alle ihre Trägerteilchen und erklärt gut, wie diese Kräfte auf alle Materieteilchen wirken., Die bekannteste Kraft in unserem Alltag, die Schwerkraft, ist jedoch nicht Teil des Standardmodells, da es sich als schwierige Herausforderung erwiesen hat, die Schwerkraft bequem in diesen Rahmen einzubauen. Die Quantentheorie, die zur Beschreibung der Mikrowelt verwendet wird, und die allgemeine Relativitätstheorie, die zur Beschreibung der Makrowelt verwendet wird, sind schwer in einen einzigen Rahmen zu passen. Niemand hat es geschafft, die beiden mathematisch im Kontext des Standardmodells kompatibel zu machen. Aber zum Glück für die Teilchenphysik, wenn es um die winzige Skala von Teilchen geht, ist die Wirkung der Schwerkraft so schwach, dass sie vernachlässigbar ist., Nur wenn Materie in großen Mengen vorhanden ist, beispielsweise im Maßstab des menschlichen Körpers oder der Planeten, dominiert die Wirkung der Schwerkraft. Das Standardmodell funktioniert also trotz des widerwilligen Ausschlusses einer der Grundkräfte immer noch gut.