Come operano le forze

Le forze, o interazioni, fondamentali tra tutte le particelle di materia agiscono attraverso un mediatore, che è scambiato tra le particelle interagenti.

C'è un diverso mediatore per ciascuna delle forze fondamentali (anche se l'esistenza di un mediatore per la gravità, detto gravitone, deve ancora essere dimostrata sperimentalmente).

Il fotone, la "particella" di luce, è il mediatore della forza elettromagnetica. I fotoni non hanno massa nè carica elettrica, e possono essere scambiati anche a grande distanza, di modo che la forza elettromagnetica ha un infinito raggio d'azione.

I mediatori per la forza debole sono chiamati W e Z. Il mediatore W può avere carica elettrica positiva (W⁺) o negativa (W^-), mentre il mediatore Z è neutro (Z⁰). questi portatori hanno una certa massa; ciascuno di essi pesa 100 volte un protone. Questo rende difficile il loro scambio a basse energie e questo è il motivo per il quale la forza debole appare... debole!

I mediatori per la forza forte sono chiamati gluoni. Sono privi di carica elettrica e privi di massa, ma hanno una speciale proprietà (simile alla carica, detta carica di colore) che dà loro il potere di tenere i quark insieme così fortemente che non si sono mai visti quark isolati.