Η σωματιδιακή φυσική μελετά τα θεμελιώδη σωματίδια και τις δυνάμεις που αποτελούν το σύμπαν. Διερευνά από τι αποτελείται η ύλη στις μικρότερες κλίμακες και πώς αλληλεπιδρούν αυτά τα σωματίδια. Το πεδίο περιγράφεται από το Καθιερωμένο Μοντέλο, το οποίο περιλαμβάνει κουάρκ, λεπτόνια και μποζόνια. Τα κουάρκ συνδυάζονται για να σχηματίσουν πρωτόνια και νετρόνια. Τα λεπτόνια περιλαμβάνουν ηλεκτρόνια και νετρίνα. Τα μποζόνια φέρουν δυνάμεις. Το μποζόνιο Higgs δίνει στα σωματίδια μάζα. Το Καθιερωμένο Μοντέλο είναι μια από τις πιο επιτυχημένες θεωρίες στη φυσική, αλλά δεν είναι πλήρες. Δεν περιλαμβάνει τη βαρύτητα και δεν εξηγεί τη σκοτεινή ύλη ή τη σκοτεινή ενέργεια.

Οι φυσικοί σωματιδίων χρησιμοποιούν μεγάλους επιταχυντές για να συγκρούσουν σωματίδια σε υψηλές ενέργειες. Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων στο CERN είναι ο πιο ισχυρός, με δακτύλιο 27 χιλιομέτρων. Ανιχνευτές στο μέγεθος κτιρίων καταγράφουν τα συντρίμμια από τις συγκρούσεις. Αναλύοντας τα συντρίμμια, οι φυσικοί ανακαλύπτουν νέα σωματίδια και δοκιμάζουν θεωρίες. Η ανακάλυψη του μποζονίου Higgs το 2012 ήταν ένας θρίαμβος του τομέα. Η τρέχουσα έρευνα επικεντρώνεται στην υπερσυμμετρία, τους υποψηφίους για τη σκοτεινή ύλη και τις ιδιότητες των νετρίνων. Η σωματιδιακή φυσική είναι ακριβή και διεθνής. Απαιτεί συνεργασία μεταξύ χωρών και δεκαετιών. Αλλά απαντά σε ορισμένα από τα βαθύτερα ερωτήματα σχετικά με τη φύση της πραγματικότητας.

Γεγονότα σωματιδιακής φυσικής

• Κανονικό Μοντέλο. Κουάρκ, λεπτόνια, μποζόνια.
• Επιταχυντές. Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων, δακτύλιος 27 χλμ.
• Ανιχνευτές. Καταγράψτε τα συντρίμμια της σύγκρουσης.
• Μποζόνιο Χιγκς. Ανακαλύφθηκε το 2012.
• Ανοιχτές ερωτήσεις. Σκοτεινή ύλη, σκοτεινή ενέργεια, βαρύτητα.

Η σωματιδιακή φυσική δεν είναι το ίδιο με την πυρηνική φυσική. Η πυρηνική φυσική μελετά τους ατομικούς πυρήνες. Η σωματιδιακή φυσική μελετά τα σωματίδια που αποτελούν τους πυρήνες και όλα τα άλλα.