大自然的一般条件下，许多基本粒子不存在、存在的生命周期极短或无法单独出现，需待物理学者使用极高能量的粒子加速器碰撞来产生这些基本粒子，因此粒子物理学也被称为高能物理学。标准模型可以正确地描述基本粒子之间的交互作用。这模型能够说明12种已知粒子（夸克和轻子），这些粒子彼此之间以强力、弱力、电磁力或引力进行交互作用。这些粒子会互相交换规范玻色子（分别为胶子、光子、W及Z玻色子）。标准模型还预测了希格斯玻色子的存在。2012年，欧洲核子研究组织宣布，探测到希格斯玻色子。
原子分子与光物