Temel etkileşimler veya Temel kuvvetler, fiziksel sistemlerde daha temel etkileşimlere indirgenemeyen etkileşimlerdir. Bilinen dört temel etkileşim vardır. Bunlar uzun mesafelerde etkileri olabilen kütleçekimsel, elektromanyetik etkileşimler ve atomaltı mesafelerde etkili olan güçlü nükleer ve zayıf nükleer etkileşimlerdir. Her biri bir alan dinamiği olarak anlaşılmalıdır. Bu dört etkileşim de matematiksel açıdan bir alan olarak modellenebilir. Kütleçekim, Einstein'ın genel görelilik kuramı tarafından tanımlanan uzay-zamanın eğriliğe atfedilirken diğer üçü ayrı kuantum alanlar olarak nitelendirilir ve etkileşimlerine Parçacık fiziğinin Standart Modeli tarafından tanımlanan temel parçacıklar aracılık eder.
Muhammed Abdüsselam, elektrozayıf etkileşim ile ilgili çalışmalara katkılarından dolayı 1979 yılında Nobel Fizik Ödülünü paylaşan kuramsal fizikçidir. Abdüsselam Nobel Ödülü kazanan ilk Pakistanlı ve Mısırlı Enver Sedat'tan sonra Nobel Ödülü kazanan ilk Müslüman olmakla birlikte fen alanında bu ödülü kazanan ilk Müslüman olarak tanındı.
Güçlü etkileşim, kuarklar ve gluonlar arasındaki etkileşimdir ve kuantum renk dinamiği kuramı ile betimlenir. Güçlü etkileşim, gluonlar tarafından taşınan ve kuarklar ile antikuarklara, ayrıca gluonların kendilerine etki eden kuvvettir. Gluon, Latince kökenli bir kelime olup, İngilizcedeki Glue kelimesinin köküdür ve yapışkan madde anlamını karşılamaktadır.
Standart Model, gözlemlenen maddeyi oluşturan, şimdiye dek bulunmuş temel parçacıkları ve bunların etkileşmesinde önemli olan üç temel kuvveti açıklayan kuramdır.
Süper simetri, parçacık fiziğinde uzay-zaman simetrisinin karşılığıdır. Bu iki temel parçacıktan oluşur.
Her şeyin kuramı (HŞK), bilinen tüm fizik fenomenlerini bağlayan, onları tümüyle açıklayan ve yürütülen herhangi bir deneyin sonucunu prensipte tahmin edebilen kuramsal fizikte farazi bir kuramdır. Kuram; kuvvetli etkileşim, elektromanyetik etkileşim, zayıf etkileşim ve kütleçekim etkileşimi olmak üzere dört temel etkileşimden hareket ederek bu etkileşimler için gerekli olan değiş tokuş bozonlarını da her bir etkileşim türü için farklı özellikleri ile söz konusu sınıflandırmaya dahil eden standart modelin aslında ortak bir çatı altında toplanabileceği fikrinden yola çıkmıştır. Elektromanyetik ve zayıf etkileşimin Abdus Salam, Sheldon Glashow ve Steven Weinberg tarafından kısmen birleştirilmesi bazı umutlar doğurduysa da, aradan geçen zamana rağmen deneyleri ve kuramları tatmin edecek nitelikte yeni birleştirimler henüz sağlanamamıştır.
Parçacık fiziğinde şu anda bilinen ve kuramsal olan temel parçacıkları ve bu parçacıklarla oluşturulabilen bileşik parçacıkları içeren listedir.
W ve Z bozonları, zayıf etkileşime aracılık eden temel parçacıklardır. Bu bozonların keşfi parçacık fiziğinin Standart Modeli için büyük bir başarının müjdecisi oldu.
Kuantum Alan Teorisi (METATEORİ); Klasik Birleşik Alan (KAT) Teorilerini, Özel Görekliliği (SRT), Kuantum mekaniği (KM) teorilerini tek bir teorik çerçeve altında toplayan bir üst teoridir.
Kuantum renk dinamiği veya kuantum kromodinamiği, teorik fizikte kuantum kromodinamiği, kuarklar ve gluonlar arasındaki güçlü etkileşimin proton, nötron ve pion gibi kompozit hadronları oluşturan, temel parçacıkların teorisidir.
Yoichiro Nambu Japonya doğumlu Amerikan fizikçidir. Chicago Üniversitesi Enrico Fermi Enstitüsü'nde ve Harry Pratt Judson fizik dalı üstün hizmet profesörüdür. Teorik fizik dalında atomaltı parçacıkları mekanizmasında kendiliğinden simetri kırılması keşfi üzerine 2008 Nobel Fizik Ödülünü kazanmıştır.
Toshihide Maskawa ö. 23 Temmuz 2021, Kyoto, Japonya 2008'de CP ihlali üzerine yaptığı çalışmalarla bilinen, "atomaltı fizikte doğada en az 3 kuark ailesinin varlığını öngören spontane kırık simetrinin kökeninin keşfi" ile Nobel Fizik Ödülü nün dörtte biriyle ödüllendirilen Japon Kuramsal fizikçidir.
Ayar teorisi veya ayar kuramı, kuramsal fizikte temel etileşmeleri açıklar. Türkçede bazen yerelleştirilmiş bakışım kuramı olarak da geçer.
Standart Model ötesi fizik ile Standart modeldeki kütlenin kökeni, güçlü CP problemi, nötrino salınımı, baryon asimetrisi ve karanlık madde ve karanlık enerjinin doğası gibi kuramsal olarak geliştirilmiş olayların açıklanmaya çalışılması kastedilir.Standart model’in matematiksel taslağında bulunan başka problem de genel görelilik ile olan tutarsızlığı ve iki kuramında kesin koşullarda geçerli çökmesidir.. Standart model’in ötesinde süper simetri sayesinde en düşük süper simetrik standart model (MSSM) ve hemen hemen en düşük süper simetrik standart model (NMSSM), yapılan değişik açıklamalar sayesinde de sicim kuramı, M-kuramı ve fazladan boyutlar gibi çeşitli uzantılar bulunur. Kuramların hepsi güncel olayın bütünlüğünü tekrar üretmeye yatkın olduğundan, Her şeyin Kuramı’na adım atmaya ya da bunu bulmaya en yakın kuram sadece deneyler vasıtayla bulunabileceğinden kuramsal ve deneysel fizikteki en aktif konulardan biri standart modelin ötesindeki fiziktir.
Kuramsal fizikte, süper kütleçekimi genel görelilik kuramı ve süpersimetriyi birleştiren bir alan kuramıdır. Süper kütleçekiminde, süper simetri bölgesel simetridir. Süper simetrinin üreteçleri Poincaré grubu ve süper-Poincaré cebiri ile sarılmıştır, süper kütleçekiminin süper simetriyi doğal olarak takip ettiği görülebilir.
Higgs mekanizması, parçacık fiziğinde ayar bozonlarının kütle özelliklerinin üretim mekanizmasını açıklaması açısından önemlidir.
Büyük Birleşik Teori veya Büyük Birleşik Kuram, parçacık fiziğinde; elektromanyetik, zayıf ve kuvvetli etkileşimleri tek bir güç haline getirebilecek bir modeldir. Tanımlanan bu etkileşim daha büyük ölçüdeki bir simetri ve sonuç olarak daha fazla kuvvet taşıyıcıları ile karakterize edilir fakat ortada bir tane birleştirici sabit vardır. Eğer büyük birleşme doğada gerçekleştiyse, bu birleşmenin temel kuvvetlerin var olmadığı genç evrende olma olasılığı vardır.
F. Takayama and M. Yamaguchi, Phys. Lett. B 485 (2000)Genel görelilik ve Süpersimetri teorilerinin birleştirilmesi ile süper kütleçekimi oluşmuştur. Gravitino (G͂), graviton denilen varsayılmış parçacığın, süper simetrideki kalibretik Fermiyonudur. Bu parçacık, Kara madde için bir aday olarak önerilmiştir.
Parçacık fiziğinde elektrozayıf etkileşim, doğanın bilinen iki veya dört temel etkileşiminin birleşimin bir tanımıdır: elektromanyetizm ve zayıf etkileşim. Her gün düşük enerjilerde, bu iki kuvvet çok farklı oluşsa da, teori modelleri aynı kuvvetin iki farklı etkisi gibidir. Yukarıdaki birleştirme enerjisi, yaklaşık 100 GeV, tek bir elektrozayıf kuvvet oluşturabilir. Bu yüzden, eğer evren yeterince sıcaksa (Big Bang'den kısa bir sonra olan bir sıcaklık ortalama 1015 K), elektromanyetik kuvvet ve zayıf kuvvet birleşmiş bir elektrozayıf kuvvete dönüşür. Elektrozayıf dönem boyunca, zayıf kuvvet güçlü kuvvetten ayrılır. Kuark dönem boyunca, elektrozayıf kuvvet elektromanyetik ve zayıf kuvvetten ayrılır.
Parçacık fiziğinde, Yük-Parite (YP) ihlali, kabul edilen YP-simetrisinin bir ihlalidir: Y-simetrisinin ve P-simetrisinin birleşimi. YP-simetrisi, bir parçacık antiparçacığı ile değiş-tokuş edildiğinde ve uzaysal koordinatları ters çevrildiğinde fizik kurallarının aynı kalacağını belirtir. YP ihlalinin nötr kaonların bozunumuyla yapılan keşfi, bulucuları James Cronin ve Val Fitch için 1964 yılında Nobel Fizik Ödülü ile sonuçlanmıştır.