Introducción

Cada uno de los fenómenos que ocurren en el universo, surge debido a las interacciones entre las distintas partículas que los componen. Son estas interacciones que experimenta la materia las que se definen como fuerzas fundamentales por el hecho de que no pueden ser descritas por ningún otro tipo de interacción conocida; estas actúan sobre distintas partículas, con intensidades y alcances distintos.

Lo anterior se explica principalmente en función de cuatro fuerzas o interacciones fundamentales, las cuales son la fuerza gravitatoria, la electromagnética, la nuclear débil y la nuclear fuerte; algunas de ellas son conocidas por la experiencia cotidiana y otras implican interacciones entre partículas que no pueden percibirse directamente a simple vista. A partir de ellas puede entenderse, por ejemplo, la caída de un objeto, la rotación de los planetas alrededor del sol, la atracción entre cargas eléctricas en un imán, entre muchos otros acontecimientos más.

De acuerdo con Benavente (2011) estas fuerzas o interacciones se manifiestan mediante campos de ondas que ejercen efectos sobre las partículas, sobre los cuerpos e incluso sobre la energía. Además, todas las ondas se pueden estudiar como partículas y viceversa. Por tanto, las cuatro interacciones también se manifiestan mediante un intercambio de partículas llamadas bosones.

Estas partículas son distintas para cada una de estas fuerzas y funcionan como mediadores o mensajeros que permiten que se lleven a cabo las interacciones garantizando el intercambio de energía y otorgando cualidades distintas a cada tipo de fuerza. Así por ejemplo el electromagnetismo está mediado por el fotón, la nuclear fuerte por el gluón, la débil por bosón W y Z, y la gravitatoria por el gravitón.   

Aunque cada una estas interacciones obedecen a leyes distintas, tres de ellas, la electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil se han unificado a través de la teoría cuántica de campos, y a través de un modelo estándar que explica los constituyentes esenciales de la materia, las partículas y de las fuerzas que las mantienen unidas; siendo una excepción la gravitatoria ya que no se ha logrado su cuantización.  

El presente trabajo tiene como fin exponer de forma detallada cada una de las interacciones físicas fundamentales de la naturaleza y sus partículas mediadoras, así como analizar el modelo standard de las interacciones débil, electromagnética y fuerte, y las demás teorías de unificación de campos hasta ahora propuestas para lograr una noción más profunda sobre el tema.