100 m uzakta bir ağaçtaki kuşu vurmak istediğimizi düşünelim. Bir kuvvet kullanmanız gerekmekte, ama kuş sizden uzaktadır. Yerden bir taş alıp kuşa attığınızda onu vurabilirsiniz. Tabii yeterince başarılı iseniz ;) İşte bu taş bir kuvvet taşıyıcısıdır.
Bütün parçacıklar her kuvvet taşıyıcısından etkilenmezler. Örneğin elektron ve proton elektromanyetik kuvvet taşıyıcısı olan fotonlardan etkilenirler. Foton yayınlayabilir ve soğurabilirler. Yüksüz olan nötrino ise foton tarafından etkilenmez ve böylece foton yayınlayıp soğuramaz.
Parçacıklar arası etkileşmelerin kuantumlu alanlarla temsili "Feynman Diyagramları" yardımı ile göz önünde canlandırılabilir.
Gravitasyonel Etkileşme
Grativasyonel kuvvet kütlesi olan tüm parçacıklar arasında gerçekleşir. Bir kütle diğer kütleyi aradaki uzaklık arttıkça azalan bir kuvvetle çekecektir. Gravitasyonel kuvvet evrendeki büyük yapılarda belirgin olur. Aşağıda gravitasyonel kuvvet etkisi ile bir arada duran bir galaksinin resmi görülmektedir.
Gravitasyonel kuvvet çok kuvvetli gibi görünmesine rağmen ufak kütleli parçacıklara gelince zayıflığı yüzünden ihmal edilebilir. Gravitasyonel kuvvetin taşıyıcısı gravitondur. Deneylerde şu ana kadar gözlemlenmemiş olsa da gravitonun varlığına inanılır.
Zayif Etkileşme
Bu büyük kütleli kuarkları gözlemleyememizin nedeni zayıf kuvvet yüzündendir. Kütleli leptonları ve kuarkları daha hafif leptonlara ve kuarklara bozulmasına neden olan zayıf kuvvetlerdir.
Bu bozunmalara yol açan kuvvet parçacığı W+ ve W- parçacıkları ile yüksüz Z parçacığıdır.
Elektromanyetik Etkileşme
Elektromanyetik kuvvet yaşamımızda baskın olan bir kuvvettir. Monitörünüzden yayınlanan radyasyon elektromanyetizmanın bir sonucudur. Ve oturduğunuz sandalye de sizi yere düşmekten korur! Elektromanyetik kuvvet yüklü parçacıklara etki eder. Ters yükler için çekici, zıt yükler için itici özelliği vardır.
Elektromanyetik kuvvet parçacıklar arası mesafe arttıkça giderek azalır. Bu kuvvetin taşıyıcısı genelde ışık olarak gözlenen fotondur.
Diğer bir elektromanyetik kuvvet de atomları bir arada tutarak molekülleri oluşturmaktan sorumludur. Birçok atom net nötral bir yüke sahip olsa da, bir atomdaki pozitif yük diğer atomdaki negatif yükle etkileşebilir. Böylece iki atomu bir arada tutar.
Kuvvetli Etkileşme
Elektrik yüküne ilave olarak kuarklar renk yükü taşırlar. Bu yükler arasındaki kuvvet çok güçlü olduğundan buna kuvvetli etkileşme denir.
Tüm kuarklar ve kuvvetli etkileşmelerin taşıyıcısı gluon renk yüküne sahiptir. Kuarklar üç renk yükünün birine sahipken, anti kuarklar üç anti-renk yükünün birine sahiptir.
Kuark bileşeni parçacıklar beyaz, veya nötral, renk yükü taşırlar. Baryonlar nötral yükü oluşturmak için mavi, yeşil ve kırmızının kombinasyonlarından oluşur. Mezonlar nötral bir yük oluşturmak için bir renk ve onun anti-renginden oluşmuştur.
Kuarklar birbirlerini gluon aracılığında kuvvetli etkileşmeyle çekerler. Kuarklar gluon yayınlayıp yuttuğunda sürekli olarak renk yüklerini değiştirirler. Gluonlar bir renk yükünü daima bir anti-renk yüküne değiştirdiğinden hem renk hem de anti-renk yüküne sahipmiş gibi düşünülebilir.
Kuvvetli etkileşme çekirdekler arasında etkiyen aşırı derecede çekicidir. Proton nötron, nötron nötron, proton nötron bu kuvvetle birbirini çeker. Bu kuvvet atom içerisindeki itici etkisi olan elektromanyetik kuvveti yenerek atomun bir arada kalmasını sağlar.
