Quatre interactions élémentaires ou fondamentales, se manifestant chacune par une force dite fondamentale, sont responsables de tous les phénomènes physiques observés dans l'Univers :
En physique classique, (mécanique classique, électromagnétisme, thermodynamique) jusqu'à la fin du XIXeme siècle, ces forces étaient considérées comme des axiomes, i.e. propositions indémontrables utilisées comme fondement d'un raisonnement.
L'intensité d'une interaction est donnée par une constante de couplage (" coupling constant " en anglais) ou paramètre de couplage de jauge :
ce sont des nombres sans dimension qui font partie des paramètres libres du modèle standard,
i.e. dont les valeur ne peuvent être prédites par la théorie, mais seulement déterminées par des résultats expérimentaux.
Interaction nucléaire forte
Au départ, avant la découverte des quarks, l'existence de cette force avait été postulée car on ne comprenait pas comment le noyau pouvait rester compact, car les protons, chargés positivement, devraient se repousser par la force électromagnétique.
Échanges de gluons et de pions
(Figure : Manihearth)
On l'appelle force résiduelle, car c'est la force qui " reste " après que la force de couleur ait été utilisée pour le confinement des quarks.
Force entre deux nucléons en fonction
de la distance
(Figure : vetopsy.fr d'après Bdushaw)
Cette force est, contrairement à la force de couleur qui augmente avec la distance, est de très courte portée et diminue exponentiellement avec la distance (cf. potentiel de Yukawa).
Sur la figure, on voit que la force attractive (négative) est maximale (25 000 N) pour une distance de 0,8 fm.
Cette force forte résiduelle agit indirectement par la transmission de gluons : il ne peut pas y avoir d'échange de gluon entre les nucléons puisqu'ils n'ont pas de charge de couleur (cf. interactions entre nucléons).
C'est James Clerk Maxwell (1831-1879), en 1873, qui unifia les phénomènes électriques et magnétiques dans sa théorie de l'électromagnétisme.
En 1931, Paul Dirac (1902-1984) prédit l'existence de monopôles magnétiques, particules qui porteraient une charge magnétique ponctuelle, au contraire des aimants habituels qui possèdent deux pôles magnétiques opposés.
Les monopôles magnétiques rendent symétriques les équations de Maxwell, ce qui complète la théorie de l'électromagnétisme, et explique la quantification de la charge électrique.
La mécanique quantique impose à toute charge électrique $q_e$ et $q_m$ de vérifier la relation suivante : $q_eq_m=2\pi n\hbar$, ce qui permet de prédire que pour une charge magnétique unique, on peut trouver une quantification d'une charge électrique.
Toutefois, ces monopôles seraient très massifs, ce qui interdit leur production dans un accélérateur de particules. Ils pourraient toutefois exister « à l’état de reliques des phases très primitives de l’Univers, quand les énergies des autres particules étaient suffisamment élevées pour en créer. » (futura science).
L'interaction faible - interaction nucléaire faible ou force faible - (cf. chapitre spécial) est responsable de la désintégration radioactive de particules subatomiques et est à l'origine de la fusion nucléaire dans les étoiles.
Les scientifiques espèrent toujours trouver la théorie du tout qui désigne la théorie physique susceptible de décrire de manière cohérente et unifiée l'ensemble des interactions fondamentales et qui permettrait de découvrir cette " superforce " (vers l'univers des en physique).
observatoire de Paris). 
