Die Grundkräfte der Physik

Die vier Grundkräfte 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

Im Rahmen der klassischen Physik wurden die Kraftgesetze für die Gravitation und die elektromagnetische Wechselwirkung als Axiome betrachtet. In der Quantenfeldtheorie dagegen werden alle vier Kräfte auf den Austausch von virtuellen Bosonen zurückgeführt.

Eines der Ziele der Physik ist es, alle Grundkräfte 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. Ebenso ist es gelungen, die elektromagnetische Wechselwirkung und die schwache Wechselwirkung in der Quantenfeldtheorie der elektro-schwachen Wechselwirkung vereinheitlicht zu beschreiben. Es handelt sich daher streng genommen nur um drei verschiedene Grundkräfte.