Bisheriges Verständnis (KTI): Materie besteht aus Quarks und Leptonen (je drei Familien), beide sind nach unserem Wissen strukturlos und haben Spin 1/2. Die Wechselwirkung der Leptonen und Quarks wird bestimmt durch die elektromagnetische, schwache und die starke Wechselwirkung (plus Gravitation), die in ihrer Struktur sehr ähnlich sind. Jede dieser Wechselwirkungen wird durch den Austausch von Vektorbosonen (Spin=1) vermittelt. Dabei können die Gluonen, da sie selbst Farbe tragen untereinander wechselwirken, ebenso die Bosonen der schwachen Wechselwirkung, nicht aber die Photonen. Weiter wissen wir, dass an der schwachen Wechselwirkung nur linkshändige Neutrinos beteiligt sind.
| Wechselwirkung | ||||
| el.mgn. | schwach | stark | ||
| Kopplung an | Ladung | schwache Ladung | Farbe | |
| Austauschteilchen | Photon |  | 8 Gluonen | |
| Masse | 0 |  | 0 | |
| Leptonen | neutral | - | x (nur l) | - |
| geladen | x | x (nur l) | - | |
| Quarks | x | x (nur l) | x | |
Die elektromagnetische Wechselwirkung kann sehr erfolgreich durch die Maxwell Gleichungen beschrieben werden, zusammen mit der Quantenmechanik erhalten wir die Quantenelektrodynamik (QED). Wie wir sehen werden, kann die schwache und die starke Wechselwirkung als Verallgemeinerung der QED beschrieben werden.
Symmetrieprinzipien spielen in der Teilchenphysik eine grosse Rolle. Die Forderung nach Invarianz eines physikalischen Prozesses unter einer Symmetrieoperation führt zu Erhaltungssätzen in Form von Quantenzahlen, die uns sagen, was erlaubt und was verboten ist. Nun werden wir sehen, dass Symmetrien die Kraftgesetze festlegen
Heute glaubt man, dass alle Wechselwirkungen durch Symmetrien bestimmt werden. Dies bedeutet auch, dass die erhaltenen Grössen wie Ladung oder Farbe lokal und nicht nur global erhalten sind. Die systematische Formulierung der Wechselwirkungen durch Symmetrien hat in der Teilchenphysik an grundlegender Bedeutung gewonnen.