Legaturile care unesc particulele componente ale solidelor, gazelor si lichidelor, cat si ale plasmei se bazeaza pe forta electromegnetica, in fortele din interiorul materiei sunt mult mai complexe de atat. Forta electromagnetica, insa, este cea care atrage particulele care au o sarcina electrica opusa ei si le respinge pe cele care sunt incarcate cu acelasi tip de sarcina. Aceasta este in cele din urma una dintre fortele care guverneaza intreaga structura a materiei la scara destul de mica. Restul fortelor din interiorul materiei sunt: forta nucleara tare, aceasta fiind compusa din parti fundamentale reziduale si apoi forta sau interactiunea slaba, care este, de asemenea, tot nucleara.
Cea de-a patra forta si anume forta gravitationala se alatura primelor trei mentionate si astfel impreuna reprezinta fortele fundamentale care actioneaza in natura. Forta electromagnetica, cat si forta slaba sau cea tare sunt transmise de particulele ce poarta in ele forta si care fac parte dintr-un grup de particule care se numesc bosoni. Forta electromagnetica este cea care uneste atomii din solide si din lichide si cea care tine electronii in atomi. Forta nucleara este cea care tine la un loc neutronii, protonii si nucleele atomilor si finalmente forta nucleara slaba este cea care produce dezintegrarea radioactiva si alte interactiuni nucleare. Insa vom explica in continuare exact ce face fiecare forta din interiorul materiei.
Forta nucleara tare fundamentala mai este numita si forta de culoare si aceasta leaga quarcii in interiorul protonilor si neutronilor. Aceasta este cea care determina proprietatea de culoare a quarcilor si cea care in momentul in care actioneaza schimba constant culoarea acestora, ei facand un schimb de gluoni imaginari (gluonii sunt particule purtatoare de forta). Forta electromagnetica este cea care mentine intr-un atom electronii in invelisurile din jurul nucleului. Datorita acestei forta electronii care au sarcina negativa sunt atrasi catre nucleu care are sarcina pozitiva. Tot din cauza acestei forte, electronii se resping unul pe altul si raman la distanta necesara.
Interactiunea slaba sau forta nucleara slaba este cea care guverneaza prin intermediul altor interactiuni pe care le mai face, dezintegrarea radioactiva iar particulele purtatoare ale acestei forte sunt bosonii, ei controland schimbarile neutrinilor si transforma un quarc jos in quarc sus. Forta nucleara tare reziduala este cea care leaga protonii si neutronii in nucleele atomilor, ea fiind purtata de anumite particule ce se numesc pioni. Acestia sunt generati de catre energia creata in momentul in care nucleonii incearca sa se desfaca. Aceasta energie apare asemenea unui produs secundar al fortei tari fundamentale. Odata ce au fost generati pionii se misca de la un nucleon la altul, creand o forta de legatura.
Fizicianul american Steven Weinberg a devenit faimos datorita teoriei sale care spune ca doua dintre fortele fundamentale interactiunea slaba si forta electromagnetica sunt unificate ori actioneaza la fel, avand niveluri de energie foarte mari precum cele care exista imediat dupa ce a avut loc Big Bang-ul. Teoria lui Weinberg a fost numita teoria electro – slaba aceasta fiind confirmata de experiementele ce au avut loc in anul 1973 folosindu-se de acceleratoare de particule. Astfel impreuna cu colegii sai, Steven Weinberg a primit si premiul Nobel pentru fizica.
