temeljno međudjelovanje (fundamentalna interakcija), međudjelovanje elementarnih čestica: gravitacijsko, elektromagnetsko, jako i slabo. Sva poznata međudjelovanja posljedica su tih četiriju temeljnih međudjelovanja.
Temeljna međudjelovanja međusobno se razlikuju po česticama na koje djeluju, jakosti, dosegu i česticama koje ih prenose. Jako međudjelovanje pojavljuje se između kvarkova i gluona (npr. povezuje atomsku jezgru), slabo međudjelovanje između kvarkova i leptona (npr. omogućuje radioaktivni raspad), elektromagnetsko međudjelovanje na sve čestice nabijene električnim nabojem (npr. spaja molekule), a gravitacijsko međudjelovanje djeluje na sve čestice koje imaju masu. Gravitacijsko međudjelovanje između elementarnih čestica je iznimno slabo, slabo međudjelovanje je malo jače, elektromagnetsko još jače i jako je međudjelovanje najjače. Doseg elektromagnetskog i gravitacijskog međudjelovanja je beskonačan, a doseg jakog i slabog međudjelovanja je kratak, približno poput promjera atomske jezgre. Jako međudjelovanje prenose gluoni, elektromagnetsko fotoni, slabo W± i Z0 bozoni a gravitacijsko gravitoni (koji nisu eksperimentalno potvrđeni).
Međudjelovanja dvaju kvarkova na udaljenosti 3 · 10–17 m
| međudjelovanje |
relativna jakost |
doseg djelovanja |
prijenosnici djelovanja |
| jako |
60 |
≈ 1 fm |
gluoni |
| elektromagnetsko |
1 |
∞ |
fotoni |
| slabo |
10–4 |
≈ 10–3 fm |
W±, Z0 bozoni |
| gravitacijsko |
10–41 |
∞ |
gravitoni |
Međudjelovanja elementarnih čestica danas su opisana standardnim modelom čestica, odn. standardnom teorijom čestica i sila. Utemeljena su na umnošku grupa U(1)×SU(2)×SU(3). Svakoj od grupa u tom umnošku svojstven je određeni naboj, koji je izvor pridruženoga baždarnoga bozona, prijenosnika danoga temeljnoga međudjelovanja. Temeljna međudjelovanja prenosi dvanaest baždarnih bozona: foton, elektromagnetsko međudjelovanje, dva masivna W-bozona i neutralni Z-bozon slabo međudjelovanje, i osam gluona jako međudjelovanje kao što to opisuje kvantna kromodinamika (međudjelovanja kvarkova i gluona koji posjeduju jaki naboj nazvan bojom).
Jedan od glavnih ciljeva fizike elementarnih čestica je ujedinjenje temeljnih međudjelovanja. Do sada su u elektroslaboj teoriji ujedinjeni slabo i elektromagnetsko međudjelovanje u elektroslabo međudjelovanje.
