Mi tartja össze az anyagot?

Az anyagot alkotó részecskék azonban önmagukban még nem elegendőek. Ahhoz, hogy belőlük valóban felépüljön az anyag szükség van valamire ami összetartja, összeragasztja őket. A természetben ezek a ragasztók, a különböző kölcsönhatásokhoz tartozó erők. A négy alapvető kölcsönhatás, illetve erő a következő:

gravitációs

gyenge

elektromágneses

erős.

A jelenlegi elmélet szerint, az erőket is részecskék hordozzák.

A gravitáció a leggyengébb kölcsönhatás, ez felelős pl. a csillagászati objektumok közötti vonzóerőért. Minden részecske között fellép. A gravitációs kölcsönhatás erőhordozó részecskéje a graviton, ezt azonban még nem figyelték meg.

A gyenge kölcsönhatás felelős a radioaktív b bomlásért. Ez a kölcsönhatás teszi lehetővé a proton átalakulását neutronná. Az erőhordozó részecskék a ⁺, és Z bozonok. 1983-84-ben fedezték fel őket a CERN-ben. A kölcsönhatást minden anyagi részecske érzi.

Az elektromágneses kölcsönhatás tartja össze az atomokban a negatív elektronokat és a pozitív protonokat. , és igen fontos szerepe van a mindennapi életben is. A kölcsönhatás, a gravitációs kölcsönhatással ellentétben lehet vonzó, illetve taszító. Az erőhordozó részecske a jól ismert foton. Minden részecske érzi, kivéve a neutrínók, amik töltetlenek.

Az erős kölcsönhatás csak kvarkok között lép fel, ez tartja össze a nukleonokat az atommagban. Az erőhordozó részecskéket gluonoknak nevezzük. Az erős kölcsönhatás elég különlegesen viselkedik, ugyanis növekvő távolsággal növekszik. Ez az oka annak, hogy a kvarkok, nem figyelhetőek meg magukban. A kvarkok egy részecskében kötöttek, ahogy megpróbáljuk őket egymástól eltávolítani az erő egyre erősebb lesz. Ez egészen szokatlan, hiszen a gravitációs és az elektromágneses kölcsönhatás a növekvő távolsággal csökken.

Ma tehát a tudósok úgy képzelik, hogy az anyagi részecskék (kvarkok, leptonok között fellépő erők abból származnak, hogy úgynevezett erőhordozó részecskéket, bozonokat cserélnek.