Aquest concepte substitueix el de força
, molt més imprecís per tal com fixa l’atenció exclusivament sobre el sistema físic en qüestió, els sistemes físics del seu entorn essent només considerats pel fet que exerceixen un efecte sobre el sistema. La física contemporània suggereix que la natura, malgrat la gran diversitat de fenòmens que s’hi esdevenen, pot ésser explicada, essencialment, en termes d’uns constituents fonamentals
(les partícules fonamentals, classificades en dues grans famílies, els hadrons
i els leptons
) i d’unes interaccions fonamentals
entre aquells, que es transmeten mitjançant l’intercanvi d’unes partícules mediadores
entre les partícules interaccionants: aquestes partícules mediadores són descrites pel camp de galga
que resulta de la invariància de galga
de la dinàmica de les partícules interaccionants (teories de galga)
. L' abast
d’una interacció és donat per d
= h/mc
, on m
és la massa de la corresponent partícula mediadora, h
és la constant de Planck reduïda i c
és la velocitat de la llum en el buit.
Les interaccions fonamentals són la gravitació
o interacció gravitacional
, la interacció electromagnètica
, la interacció feble
i la interacció forta
.
La interacció gravitacional
, que fou la primera coneguda històricament, actua entre tot tipus de partícules; en el marc de l’experiència quotidiana, es manifesta per l’atracció de les masses. L’abast de la interacció gravitacional és infinit, i la seva intensitat és menor que la de la interacció electromagnètica; però, pel fet que no existeixen masses “positives” i “negatives” i que, per tant, no existeix apantallament de la gravitació (a diferència d’allò que passa en el cas de la interacció electromagnètica), els efectes de la gravitació s’acumulen de tal forma que, malgrat la seva minsa intensitat, a escala astronòmica la gravitació és la força preponderant. La gravitació és transmesa mitjançant l’intercanvi de gravitons
.
La interacció electromagnètica
actua entre partícules carregades elèctricament, i és la responsable de l’estructura de l’àtom i, per tant, de la majoria dels fenòmens de l’experiència quotidiana. La seva intensitat és més gran que la de la gravitació, però l’existència de càrregues elèctriques positives i negatives fa que els seus efectes no siguin rellevants. La interacció electromagnètica és transmesa mitjançant l’intercanvi de fotons
.
La interacció feble
actua entre tot tipus de partícules i es manifesta en el decaïment beta dels nuclis radioactius; és transmesa mitjançant els bosons intermediaris
, W +
, W -
i Z
°.
La interacció forta
, la més intensa de totes, actua entre hadrons (partícules compostes de quarks) i és la responsable de la cohesió del nucli atòmic; és transmesa mitjançant l’intercanvi de gluons
.
Interaccions fonamentals
unificació de les interaccions fonamentals; hom ha assolit d’unificar les interaccions electromagnètica i feble en una de sola, la interacció electrofeble (bastida sobre la idea general de les teories de galga), i hom pensa que és possible d’arribar a unificar aquesta amb la forta (GUTS, o
teories de gran unificació ) i, fins i tot, d’unificar-les totes (supergravetat, supercordes ), de manera que les diferents interaccions avui distingides serien les manifestacions d’una única interacció en diferents circumstàncies físiques.