Interacciones fundamentales en el Universo
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Cualquier fenómeno que ocurra en el Universo a escala macroscópica o microscópica se puede explicar como resultado de alguna de las cuatro interacciones fundamentales.
Nuclear fuerte
Actúa sobre los quarks, componentes básicos de los nucleones (protones y neutrones), siendo responsable de la estabilidad nuclear al vencer la repulsión electrostática. Es de muy corto alcance y muy intensa a distancias nucleares (superior a cualquier otra interacción a distancias menores de 10−15 m), a distancias mayores del tamaño nuclear es prácticamente nula. Según el modelo estándar, las partículas mediadoras de esta fuerza son los gluones.
Electromagnética
Se ejerce sobre partículas con carga eléctrica y puede ser atractiva o repulsiva. Es de largo alcance y de mayor intensidad que la gravitatoria. A distancias mayores de 10−15 m también supera a la nuclear fuerte, siendo responsable de la estabilidad de los átomos, moléculas y redes cristalinas, además de la enorme variedad existente de reacciones químicas y en última instancia de todos los procesos biológicos. Según el modelo estándar, las partículas mediadoras de esta fuerza son los fotones.
Nuclear débil
Se ejerce entre leptones (como los electrones) y hadrones (como los protones y neutrones), siendo responsable de la desintegración beta de algunos núcleos inestables, un mecanismo de interconversión neutrón ↔ protón para equilibrar su número. Es de muy corto alcance y más débil que la nuclear fuerte y la electromagnética. A distancias del orden de 10−18 m supera a la fuerza gravitatoria, pero a distancias superiores ésta es prácticamente nula. Según el modelo estándar, las partículas mediadoras de esta fuerza son los bosones Z y W±.
Gravitatoria
Se produce entre todas las partículas con masa y es siempre atractiva. Es de largo alcance y la interacción menos intensa. Solo es apreciable si uno de los cuerpos tiene gran masa y es responsable de la evolución del universo a gran escala, la condensación de la materia en galaxias y estrellas, el movimiento de los astros y, a nivel del planeta Tierra, la caída de los cuerpos hacia la superficie, las mareas, etc.