Hiukkasfysiikan mukaisessa mallissa vuorovaikutukset selitetään välittäjähiukkasten avulla.
Tässä mallissa jokaisella vuorovaikutuksella on oma välittäjähiukkasensa.
Vuorovaikutuksen osapuolet joko luovuttavat tai ottavat vastaan näitä hiukkasia vuorovaikutustapahtumassa.
Painovoiman eli gravitaation välittäjähiukkasta kutsutaan gravitoniksi, jonka ominaisuudet on voitu päätellä teoreettisesti, joskaan itse hiukkasta ei ole kyetty vielä havaitsemaan kokeellisesti. Painovoima on perusvuorovaikutuksista heikoin. Koska painovoima on vetovoima ja ns. etävoima, sillä ei ole merkitystä hiukkasprosesseissa. Vain suurten kappaleiden välinen vetovoima on merkittävä.
Sähkömagneettisen vuorovaikutuksen välittäjähiukkanen on fotoni. Nämä lepomassattomat hiukkaset kuljettavat mukanaan sähkömagneettisen kentän sekä liikemäärää että energiaa. Sähkömagneettinen vuorovaikutus esiintyy vain varauksellisilla hiukkasillla.
Heikon vuorovaikutuksen välittäjähiukkanen on välibosoni, joista ensimmäiset todettiin vuonna 1983 CERNissä. Massaltaan bosonit ovat lähes 100 kertaisia protoneihin verrattuna.
Vahva vuorovaikutus esiintyy kahdessa muodossa. Vahvan perusvuorovaikutuksen välittäjähiukkanen on massaton gluoni. Toinen vahvan vuorovaikutuksen ilmenemismuoto on jäännösvuorovaikutus, joka vaikuttaa nukleonien ja muiden kvarkkien muodostamien hiukkasten välillä. Tämän vuorovaikutuksen välittäjähiukkanen on pii-mesoni. Juuri jäännösvuorovaikutus pitää atomiytimen koossa.
Koska sekä heikolla että vahvalla vuorovaikutuksella on lyhyt kantama, ne eivät vaikuta makroskooppisella tasolla hiukkasten välillä.
|