Фундаментальные взаимодействия. 
Строение и важнейшие свойства ядер

В настоящее время различают четыре типа фундаментальных взаимодействий: сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное.

Сильное взаимодействие свойственно частицам, называемых адронами (hadros (греч.) — сильный, массивный, крупный), к числу которых принадлежат, в частности, протон и нейтрон. Наиболее известное его проявление — ядерные силы, обеспечивающие существование атомных ядер.

В электромагнитном взаимодействии, наиболее известном и наиболее изученном, непосредственно участвуют только электрически заряженные частицы и фотоны. Одно из его проявлений — кулоновские силы, обусловливающие существование атомов.

Слабое взаимодействие присуще всем частицам, кроме фотонов. Наиболее известное его проявление — бэта-превращения атомных ядер. Оно же обуславливает нестабильность многих элементарных частиц, например нейтрона.

Гравитационное взаимодействие свойственно всем телам Вселенной, проявляясь в виде сил всемирного тяготения. Эти силы обусловливают существование звезд, планетных систем, и т. п. Гравитационное взаимодействие предельно слабое и в мире электрических частиц при обычных энергиях непосредственной роли не играет.

Фундаментальные взаимодействия различаются интенсивностями и радиусами действия:

В 60-х годах Ш. Гэлшоу, С. Вайнбергом и А. Саламом была создана теория электрослабого взаимодействия, объединившая электромагнитное и слабое взаимодействия. Схематично, электромагнитное взаимодействие двух заряженных частиц происходит путем обмена между ними виртуальным фотоном г. В результате возникает, например рассеяние электрона протоном, которое схематически изображается диаграммой Фейнмана (а). А слабое взаимодействие происходит путем обмена промежуточными векторными бозонами (,) — тяжелыми частицами со спином 1. При этомбозоны осуществляют взаимодействие, при котором изменяется знак заряда исходной частицы (например, бэта-распад (диаграмма Фейнмана (б)), абозон — при котором знак не изменяется (например, рассеяние нейтрино на электроне (диаграмма Фейнмана (в)). таким образом, три промежуточных бозона и фотон являются квантами так называемых калибровочных векторных полей электрослабого взаимодействия.