Fuerzas e Interacciones

El universo que conocemos existe debido a que las part�culas fundamentales interact�an, ya sea porque decaen o se aniquilan, o bien porque responden a una fuerza debida a la presencia de otra part�cula (por ejemplo, durante una colisi�n).
Las fuerzas que en la naturaleza conforman el Universo descubiertas a la fecha, son cuatro:
  • La fuerza gravitatoria: Esta fuerza es siempre atractiva y es responsable de la atracci�n universal entre los cuerpos. Es responsable de la cohesi�n de los cuerpos celestes (planetas y estrellas, galaxias, ...) y regula sus movimientos (como por ejemplo el movimiento de los planetas en el sistema solar). Es la m�s d�bil de las cuatro fuerzas pero siendo siempre atractiva su efecto es dominante cuando se trata de cuerpos muy masivos (como son planetas, estrellas, galaxias,...).
  • La fuerza electromagn�tica: Esta interacci�n ve a las fuerzas el�ctricas, descritas anteriormente por Coulomb, y magn�ticas, descritas anteriormente por Amp�re y Faraday, como dos aspectos del mismo fen�meno en una teor�a desarrollada en los a�os 1860 por James C. Maxwell. Solamente part�culas con carga el�ctrica y el fot�n son sujetas a esta interacci�n.
Hasta aqu�, hemos discutido las fuerzas gravitacionales y las fuerzas electromagn�ticas, las dos fuerzas que tienen un mayor impacto en nuestras vidas cotidianas. Existen otras dos interacciones, que nosotros no notamos, ya que su alcance no es mucho mayor que el tama�o del n�cleo de un �tomo.
Sin embargo nosotros dependemos de estas dos fuerzas para la existencia de la materia de la que est� hecho el mundo, y para los procesos de decaimiento que hacen inestable cierto tipo de materia. Tienen impacto sobre los objetos m�s peque�os del universo pero tambi�n sobre los m�s grandes.
  • La fuerza nuclear d�bil: Esta es la segunda interacci�n m�s d�bil despu�s de la gravedad. Solamente puede actuar entre part�culas a distancias del orden de 10-15 metros (nivel at�mico) y es la fuerza principalmente responsable de la radioactividad natural.
  • La fuerza nuclear fuerte: Es la m�s fuerte de las cuatro interacciones. Al igual que la interacci�n d�bil, s�lo act�a a distancias del orden de 10-15 metros. Act�a directamente entre quarks, y los leptones (part�culas materiales fundamentales) son insensibles a ella. Como consecuencia de este comportamiento los quarks no pueden vivir aislados y siempre se agrupan. Los dos tipos de agrupamientos de quarks conocidos actualmente consisten en un tr�o de quarks (como los protones) � un par quark-antiquark (como los neutrones).

As�, pues, la interacci�n gravitacional y la electromagn�tica act�an en el macrocosmos, mientras que las interacciones d�biles y fuertes existen solamente en el �mbito del microcosmos, en el �mbito subat�mico.
La actuaci�n de estas fuerzas tiene lugar sobre part�culas materiales.