ذرات تبادل و حامل‌های نیرو

ذرات حامل (یا «تبادل») نیرو همگي بوزون هستند. این ذرات مسئول حمل چهار نیروی بنیادی هستند. این خانواده شامل حامل بر‌هم‌کنش‌ قوی، گلئون، حامل­های بر‌هم‌کنش‌ ضعیف، و‌ ‌؛ حامل نیروی الکترو‌مغناطیسی، فوتون­ها؛ بوده و حامل مسلم اما غیر قابل مشاهده نیروی گرانشی، گراويتون؛ می­باشد.

برای فهم این که چگونه این حامل­های نیرو کار می­کنند، نيروي الكترومغناطيسي عمل كننده بين دو ذره با بار مثبت را بررسی می کنیم. مطابق الکترودینامیک کوانتومي نیروی بین این دو ذره به وسیله فوتون­های عبوری بین آن‌ها اعمال می­گردد. در ابتدا ممكن است تصور شود اين ايده      بي­معني است چرا که گسیل یک فوتون باید انرژی گسیل کننده را تغییر دهد (ولی تبادل یک حامل نیرو نمی­تواند اين تغيير را انجام دهد). ترفند این است که اصل عدم قطعیت اجازه گسیل ذرات واقعی را (که پایستگی انرژی را نقض می­کند) در صورتی که گسیل و جذب در مدت زمان رخداد t D‌‌که کمتر از میزان مجاز ناشي از اصل عدم قطعیت می­باشد، مجاز مي­سازد.