grundkrafter

Grundkräfte, oder fundamentale Kräfte, sind die grundlegenden Wechselwirkungen, durch die Materie und Energie miteinander in Kontakt treten. Gegenwärtig unterscheiden Physiker vier fundamentale Kräfte: Gravitation, elektromagnetische Wechselwirkung, starke Wechselwirkung und schwache Wechselwirkung. Diese Kräfte unterscheiden sich in Reichweite, Stärke und in den Austauschkandidaten, die sie vermitteln.

Die elektromagnetische Wechselwirkung wird durch Photonen vermittelt; die starke Wechselwirkung durch Gluonen; die schwache Wechselwirkung wird durch die W±- und Z0-Bosonen vermittelt. Gravitation wird in der Quantenfeldtheorie durch hypothetische Gravitonen beschrieben, bisher jedoch nicht nachgewiesen; in der Allgemeinen Relativitätstheorie wird Gravitation als Krümmung der Raumzeit erklärt. Die drei übrigen Kräfte gehören zum Standardmodell der Teilchenphysik, während Gravitation bislang außerhalb dieses Modells bleibt.

Bezüglich ihrer Stärke und Reichweite unterscheiden sich die Kräfte stark voneinander. Gravitation ist im Vergleich zu den anderen drei Kräften extrem schwach, dominiert aber auf kosmischen Skalen. Die elektromagnetische Kraft ist langreichweitig und im Mikrokosmos deutlich stärker als Gravitation. Die starke Wechselwirkung wirkt nur auf sehr kurzen Distanzen (Bruchteile eines Femtometers) und ist die stärkste der vier Kräfte; die schwache Wechselwirkung hat ebenfalls eine sehr kurze Reichweite und ist maßgeblich für Prozesse wie Beta-Zerfälle.

Zusammen bilden diese Grundkräfte die Grundlage der Physik des Universums, von Atomen bis zu Galaxien. Theorien zur Vereinigung der Kräfte suchen eine einheitliche Beschreibung aller fundamentalen Wechselwirkungen, einschließlich einer Quantisierung der Gravitation.