Atome
Ein Atom besteht aus einem Kern und einer Elektronenhülle. Der Kern ist das Herzstück des Atoms und enthält Protonen, die positiv geladenen sind und deren Anzahl, auch Ordnungszahl genannt, die Identität des Elements festlegen, also um welches Element es sich handelt, und Neutronen, die elektrisch neutral sind und zur Masse des Kerns beitragen und diesen stabilisieren, indem sie verhindern, dass die positiv geladenen Protonen sich gegenseitig abstoßen und den Kern destabilisieren. Elektronen sind negativ geladenen Teilchen, die den Atomkern auf festen Bahnen oder Schalen umkreisen, und deren Anzahl der Anzahl der Protonen entspricht, wodurch das ganze Atom neutral geladen bleibt. Der Kern ist extrem klein im Vergleich zur gesamten Größe des Atoms, aber er enthält fast die gesamte Masse des Atoms. Die Elektronenhülle bestimmt die chemischen Eigenschaften des Atoms und wie es mit anderen Atomen interagiert.

Gluonen

Gluonen sind die Vermittlerteilchen der starken Wechselwirkung, einer der vier Kräfte der Physik. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, Quarks zusammenzuhalten, die Bausteine von Protonen und Neutronen. Ohne Gluonen würden diese Teilchen auseinanderfallen, und die Materie, wie wir sie kennen, würde nicht existieren. Gluonen wirken, indem sie ständig zwischen Quarks hin- und hergetauscht werden, was eine starke Anziehungskraft erzeugt. Diese Kraft ist so stark, dass sie sogar die elektromagnetische Abstoßung zwischen den positiv geladenen Protonen im Atomkern überwindet. Es existieren insgesamt acht verschiede Gluonen, die eine sogenannte Farbladung tragen, was bedeutet, dass sie auch miteinander wechselwirken können. Dies führt zu einer komplexen und faszinierenden Dynamik innerhalb von Protonen und Neutronen.  

Gravitone sind hypothetische Teilchen, die in der theoretischen Physik als Vermittler der Gravitationskraft vorgeschlagen werden. Gravitonen sollen masselos sein, ähnlich wie Photonen. Sie existieren theoretisch als Teilchen und messbar auch als Wellen, wie die Photonen. Gravitationswellen sind Wellen in der Raumzeit, die durch beschleunigte Massen erzeugt werden und breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Sie verursachen winzige Verzerrungen in der Raumzeit, die messbar sind. Sie entstehen durch extreme astrophysikalische Ereignisse wie verschmelzende Schwarze Löcher oder Neutronensterne.

Higgs-Kraftfeld (Skalar Boson)
Das Higgs-Feld ist ein fundamentales Konzept in der Teilchenphysik und spielt eine entscheidende Rolle im Standardmodell der Physik. Das Higgs-Feld ist dafür verantwortlich, dass Elementarteilchen wie Quarks und Leptonen Masse erhalten. Wenn Teilchen durch das Higgs-Feld hindurchgehen, interagieren sie mit ihm und gewinnen dadurch Masse. Diese Wechselwirkung wird durch das Higgs-Boson vermittelt, das 2012 am Large Hadron Collider (LHC) entdeckt wurde. Das Higgs-Feld ist auch für die spontane Symmetriebrechung im Standardmodell verantwortlich. Diese Symmetriebrechung erklärt, warum die elektromagnetische und die schwache Wechselwirkung bei niedrigen Energien unterschiedlich erscheinen, obwohl sie bei hohen Energien vereinheitlicht sind. Durch die Wechselwirkung mit dem Higgs-Feld erhalten verschiedene Teilchen unterschiedliche Massen. Teilchen, die stärker mit dem Higgs-Feld interagieren, haben größere Massen, während Teilchen, die schwächer interagieren, leichtere Massen haben.

Strings
Anstatt Teilchen wie Elektronen oder Quarks als punktförmige Objekte zu betrachten, beschreibt die Stringtheorie sie als winzige, eindimensionale "Strings" oder Fäden. Diese Strings können in verschiedenen Modi schwingen, und jede Schwingungsform entspricht einem anderen Teilchen. Während wir in unserer alltäglichen Erfahrung drei Raumdimensionen und eine Zeitdimension wahrnehmen, postuliert die Stringtheorie deutlich mehr Dimensionen. Diese zusätzlichen Dimensionen sind auf sehr kleinen Skalen aufgerollt und daher für uns unsichtbar. Ein Hauptziel der Stringtheorie ist es, eine einheitliche Beschreibung aller fundamentalen Kräfte der Natur zu liefern, also die Gravitation, die elektromagnetische Kraft, die schwache Kraft und die starke Kraft. Eine Erweiterung der Stringtheorie ist die Superstringtheorie, die eine Supersymmetrie einführt, also eine theoretische Symmetrie, die jedes Teilchen mit einem "Superpartner" verbindet. Diese Theorie hilft, einige der mathematischen Schwierigkeiten der ursprünglichen Stringtheorie zu lösen. Eine weiterentwickelte Form der Stringtheorie ist die M-Theorie, die elf Dimensionen umfasst und verschiedene Stringtheorien als spezielle Fälle vereint. M-Theorie könnte der Schlüssel zu einem tieferen Verständnis der Struktur des Universums sein. Die Stringtheorie ist noch nicht experimentell bestätigt, aber sie bietet ein reiches theoretisches Rahmenwerk, das viele Physiker fasziniert.

Grundkräfte
Die vier Grundkräfte der Physik sind die fundamentalen Wechselwirkungen, die alle physikalischen Phänomene im Universum bestimmen. Die Gravitation ist die Anziehungskraft zwischen Massen. Sie ist die schwächste der vier Kräfte, wirkt aber über große Entfernungen und ist für die Struktur des Universums verantwortlich. Die elektromagnetische Kraft wirkt zwischen elektrisch geladenen Teilchen. Sie ist für die meisten alltäglichen Phänomene wie Licht, Elektrizität und Magnetismus verantwortlich. Die starke Wechselwirkung hält die Quarks innerhalb von Protonen und Neutronen zusammen und bindet diese wiederum im Atomkern. Sie ist die stärkste der vier Kräfte, wirkt aber nur über sehr kurze Entfernungen. Die schwache Kraft ist verantwortlich für bestimmte Arten von radioaktivem Zerfall und spielt eine Rolle in der Kernfusion in Sternen. Sie wirkt ebenfalls nur über sehr kurze Entfernungen. Die Physiker streben danach, diese vier Grundkräfte in einer einzigen Theorie zu vereinen, die als "Theorie von allem" (Theory of Everything) bekannt ist. Die elektroschwache Wechselwirkung soll die elektromagnetische Wechselwirkung und die schwache Kraft vereinen. In der großen vereinheitlichten Theorie soll die elektroschwache Wechselwirkung mit der starken Kraft vereint werden. Die Stringtheorie versucht in einer Weltformel die große vereinheitlichte Theorie mit der Gravitation zu verbinden, und somit alle vier Grundkräfte in einer einzigen Kraft zu vereinen, die theoretisch beim Urknall vorhanden war, und die sich dann in vier Grundkräfte aufteilt.

Menschen
Man geht in der Physik von einem Norm-Menschen mit einer Masse von etwa siebzig Kilogramm aus, der aus vierzehn verschiedenen Elementen besteht. Mit Hilfe des Periodensystems und der Avogadro-Konstanten erhalten wir gerundet 9 x 10^24 Protonen und 5 x 10^24 Neutronen und ebenfalls 9 x 10^24 Elektronen, da deren Anzahl immer gleich der Anzahl der Protonen ist. Da Protonen aus zwei Up-Quarks und einem Down-Quark und Neutronen aus zwei Down-Quarks und einem Up-Quark bestehen, erhalten wir 23 x 10^24 Up-Quarks und 19 x 10^24 Down-Quarks, also insgesamt 42 x 10^24 Quarks. Mit den 9 x 10^24 Elektronen besteht der physische Körper eines Menschen somit aus insgesamt 51 x 10^24 oder 51 Quadrillionen(!)Teilchen beziehungsweise Energiefäden.