جهان ما بر پایه چهار نیرو یا بر هم کنش استوار است:
نیروی گرانشی،
نیروی الکترو مغناطیسی،
نیروی قوی هسته ای و
نیروی ضعیف هسته ای.عامل وقوع این بر هم کنشها
گروهی از ذرات به نام
بوزونهای پایه هستندکه در بین ذرات تشکیل دهنده مواد مبادله می شوند.
فیزیکدانها در تلاش هستند که نشان دهند که این چهار نیرو در واقع از یک نیروی بنیادی سرچشمه می گیرد.
می دانیم که درون
هسته اتم
پروتونهای باردار ونوترونهای بدون بار وجود دارند که به آنها
نوکلئونهای هسته میگوییم. قطر(diameter ) آنها بسیار کوچک است. این ذرهها با نیروی هستهای بسیار قوی به یکدیگر متصلند این نیروها فقط در ابعاد هستهای وجود دارند یعنی کوتاه بردند. وقتی فاصله ذرات از هم زیاد شود نیروی هستهای کاهش مییابد.
اکثر نیروهای مورد استفاده در زندگی از نوع نیروهای الکترو مغناطیسی هستند. همانطور که در شکل زیر دیده میشود بین دو بار همنام نیروی الکتریکی دافعه و بین دو بار غیر همنام نیروی الکتریکی جاذبه بوجود میآید که بنا بر قانون کولن اندازه این نیروها F با حاصلضرب بارها q رابطه مستقیم و با مجذور فاصله انها r رابطه عکس دارد.
اگر مطابق شکل فوق بار q در
میدان مغناطیسی یک
اهنربا B با سرعت v عمود بر میدان حرکت کند از طرف میدان بر آن نیروی مغناطیسی F=qvB وارد میشود.
نیروی ضعیف هستهای تنها در واکنشهای هستهای وجود دارد مانند واکنش فوق که در اثر برخورد یک نوترینو به یک هسته پرتو B (الکترون منفی) تولید میشود
که همان قانون گرانش
نیوتن است F=GmM/r2