แรงพื้นฐาน (fundamental forces)

       1. แรงโน้มถ่วง (gravitational force)

       แรงโน้มถ่วงเป็นแรงที่เรามีความคุ้นเคยมาก ที่สุด       เป็นแรงที่ทำให้เราสามารถอาศัยอยู่บน
ผิวโลกได้โดยไม่หลุดลอยออกไป      หรือทำให้
ผลไม้ตกจากต้น    หล่นลงสู่พื้นดิน   โดยไม่ลอย
ออกไปสู่อวกาศ เป็นต้น      แรงโน้มถ่วงมีผลต่อ
อนุภาคมูลฐานน้อยที่สุด           เมื่อเทียบกับแรง
พื้นฐานชนิดอื่นๆ

                ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ยังไม่พบหลักฐานเกี่ยวกับอนุภาคพาหะส่งถ่ายแรงโน้มถ่วงที่
เรียกว่า "แกรวิตอน "( graviton )

       2. แรงแม่เหล็กไฟฟ้า  (electromagnetic force )  

                แรงแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นระหว่างอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า     จากการแลกเปลี่ยนอนุภาค
พาหะที่เรียกว่า  "โฟตอน" (photon)  ความเข้มของแรงนี้จะลดลงเมื่อระยะห่างระหว่างอนุภาค
ที่มีประจุไฟฟ้าเพิ่มขึ้น  (แปรผกผันกับระยะทางกำลังสอง)        จากภาพ ข.) และ ค.)   อนุภาคที่มี
ประจุไฟฟ้าเหมือนกันจะเกิดแรงที่ผลักกัน    แต่ถ้าประจุต่างกันจะดูดกัน   (ภาพ ก.)) แรงแม่เหล็ก
ไฟฟ้ามีความเข้มเป็นอันดับสองรองจากแรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม      และแรงที่เกี่ยวข้องในชีวิต
ประจำวันของเราส่วนใหญ่เป็นแรงแม่เหล็กไฟฟ้า

       3. แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อน (weak nuclear force )

                     ภาพเคลื่อนไหวแสดงอนุภาค
  ควาร์กมีเสน่ห(์charm quark)สลายตัวเป็น
  อนุภาคควาร์กที่มีมวลน้อยลง  ในที่นี้คือ   
  ควาร์กประหลาด(strange quark)  และ    
  อนุภาคพาหะส่งถ่ายแรง W โบซอน ซึ่ง จะสลายตัวกลายเป็นควาร์กขึ้น( up quark)   และ ควาร์กลง ( down quark)

                          แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อนเกิดจากการแลกเปลี่ยนอนุภาคพาหะส่งถ่ายแรงที่เรียกว่า "เวกเตอร์โบซอน" ( vector bosons )       ซึ่งได้แก่   อนุภาค W โบซอนและอนุภาค Z โบซอน
 แรงนี้มักเกิดขึ้นเมื่อควาร์กที่มีมวลมากกว่าสลายตัวกลายเป็นควาร์กที่มีมวลน้อยกว่า ปรากฏการณ์
เช่นนี้เกิดขึ้นที่ดวงอาทิตย์ขณะที่มีการสลายตัวของนิวตรอนเป็นโปรตอนเพื่อที่จะทำให้เกิดธาตุ
ดิวเทอเรียม(deuterium) ซึ่งทำให้เกิดปฏิกิริยาหลอมรวมนิวเคลียส(nuclear fusion) ต่อไป

       4.  แรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม  (strong nuclear force )  

                   แรงนิวเคลียร์อย่างเข้มเป็นแรงที่เกิดขึ้นในระยะทางที่สั้นมากๆ (10-15 เมตร) แต่แข็งแรง
มากที่สุดในบรรดาแรงพื้นฐานทั้ง 4 แรง     นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเกิดจากการแลกเปลี่ยนอนุภาค
พาหะที่เรียกว่า "กลูออน (gluon)"หรือ"อนุภาคกาว"   จากภาพด้านบนแสดงให้เห็นว่า  ควาร์ก
3 ตัวในโปรตอนจับกันด้วยแรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม จากการแลกเปลี่ยนกลูออน      นิวตรอนและ
โปรตอนจับกันด้วยแรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม   จากการแลกเปลี่ยนอนุภาคพาหะที่เรียกว่าพายออน
โดยที่พายออนนั้นเกิดจากการจับตัวของควาร์กและปฏิอนุภาคของควาร์ก    ด้วยแรงนิวเคลียร์
อย่างเข้ม ที่เกิดจากการแลกเปลี่ยนกลูออน นั่นเอง   ทฤษฎีที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการอธิบายแรง
นิวเคลียร์อย่างเข้มในการจับตัวกันของควาร์กนั้นเรียกว่า "ควอนตัมโครโมไดนามิก"(Quantum
Chromodynamic)  คำว่าโ ครโม(Chromo) แปลว่า "สี" ในที่นี้คือประจุสีของควาร์กและ
ไดนามิกแปลว่า "เปลี่ยนแปลง " ดังนั้นทฤษฎีนี้จึงใช้ในการอธิบายแรงนิวเคลียร์อย่างเข้มซึ่งเกิด
จากการเปลี่ยนแปลงของประจุสีของควาร์กที่จับตัวกัน