Физика элементарных частиц изучает фундаментальные частицы и силы, составляющие Вселенную. Она задается вопросом, из чего состоит материя на самых малых масштабах и как эти частицы взаимодействуют. Эта область описывается Стандартной моделью, которая включает кварки, лептоны и бозоны. Кварки объединяются, образуя протоны и нейтроны. Лептоны включают электроны и нейтрино. Бозоны переносят силы. Бозон Хиггса придает частицам массу. Стандартная модель — одна из самых успешных теорий в физике, но она не является полной. Она не включает гравитацию и не объясняет темную материю или темную энергию.

Физики элементарных частиц используют крупные ускорители для столкновения частиц при высоких энергиях. Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе — самый мощный, его кольцо имеет диаметр 27 километров. Детекторы размером со здания регистрируют обломки от столкновений. Анализируя эти обломки, физики открывают новые частицы и проверяют теории. Открытие бозона Хиггса в 2012 году стало триумфом этой области. Современные исследования сосредоточены на суперсимметрии, кандидатах в темную материю и свойствах нейтрино. Физика элементарных частиц — дорогостоящая и международная область. Она требует сотрудничества между странами и занимает десятилетия. Но она отвечает на некоторые из самых глубоких вопросов о природе реальности.

Факты из физики элементарных частиц

• Стандартная модель. Кварки, лептоны, бозоны.
• Ускорители. Большой адронный коллайдер, кольцо 27 км.
• Detectors. Записывает обломки после столкновения.
• Бозон Хиггса. Открыт в 2012 году.
• Открытые вопросы. Тёмная материя, тёмная энергия, гравитация.

Физика элементарных частиц — это не то же самое, что ядерная физика. Ядерная физика изучает атомные ядра. Физика элементарных частиц изучает частицы, из которых состоят ядра и всё остальное.