Πώς λειτουργούν οι δυνάμεις

Όλες οι θεμελιώδεις δυνάμεις, ή αλληλεπιδράσεις, μεταξύ των σωματιδίων της ύλης δρουν μέσω ενός «φορέα δύναμης», που ανταλλάσσεται μεταξύ των σωματιδίων που αλληλεπιδρούν. Με αυτόν τον τρόπο, οι αλληλεπιδράσεις των σωματιδίων είναι όπως ένα παιχνίδι με μπάλα, που είτε κάνει τα σωματίδια να πλησιάζουν μεταξύ τους (ελκτική δύναμη) είτε τα ωθεί μακριά το ένα από το άλλο (απωστική δύναμη).

Υπάρχει ένα διαφορετικό είδος φορέα για καθεμιά από τις θεμελιώδεις δυνάμεις (παρόλο που η ύπαρξη του φορέα της βαρύτητας, που ονομάζεται γκραβιτόνιο (βαρυτόνιο), δεν έχει ακόμα επαληθευτεί πειραματικά).

Τα φωτόνια, τα «σωματίδια» του φωτός, φέρουν την ηλεκτρομαγνητική δύναμη. Τα φωτόνια δεν έχουν μάζα, ούτε ηλεκτρικό φορτίο και ταξιδεύουν σε μεγάλες αποστάσεις, οπότε η ηλεκτρομαγνητική δύναμη μπορεί να διαδοθεί στο άπειρο.

Οι φορείς της ασθενούς δύναμης ονομάζονται W και Z. Το W είναι ηλεκτρικά φορτισμένο (W⁺ και W^-), ενώ το Ζ είναι ουδέτερο (Ζ⁰). Αυτοί οι φορείς έχουν μεγάλη μάζα, και ο καθένας τους ζυγίζει 100 φορές περισσότερο από το πρωτόνιο. Έτσι δύσκολα ανταλλάσσονται σε χαμηλές ενέργειες, με αποτέλεσμα οι ασθενείς δυνάμεις να είναι μικρές.

Οι φορείς των ισχυρών δυνάμεων ονομάζονται γλουόνια. Δεν έχουν ηλεκτρικό φορτίο ούτε μάζα, αλλά διαθέτουν μια ξεχωριστή ιδιότητα, σαν ηλεκτρικό φορτίο, που τους δίνει τη δύναμη να συγκρατούν τα κουάρκ τόσο ισχυρά, ώστε ποτέ δεν έχει παρατηρηθεί κουάρκ ως μεμονωμένο σωματίδιο.