Zarrachalar fizikasi. Zarrachalar fizikasi yoki yuqori energiya fizikasi materiya va nurlanishni tashkil etuvchi asosiy zarralar va kuchlarni o'rganishdir. Olamdagi asosiy zarralar Standart Modelda fermionlar (materiya zarralari) va bozonlar (kuch ko'taruvchi zarralar) sifatida tasniflanadi. Oddiy moddalar faqat birinchi fermion avlodidan hosil bo'lsa-da, fermionlarning uch avlodi mavjud. Birinchi avlod proton va neytronlarni, elektron va elektron neytrinolarni hosil qiluvchi yuqoriga va pastga kvarklardan iborat. Bozonlar vositachiligida ma'lum bo'lgan uchta asosiy o'zaro ta'sir elektromagnetizm, zaif o'zaro ta'sir va kuchli o'zaro ta'sirdir . Kvarklar o'z-o'zidan mavjud bo'lolmaydi, lekin hadronlarni hosil qiladi. Tarkibida toq sonli kvark bor adronlar barionlar, juft sonlilari esa mezonlar deyiladi. Ikki barion, proton va neytron, oddiy materiya massasining katta qismini tashkil qiladi. Mezonlar beqaror va eng uzoq umr ko'rishlari mikrosoniyaning bir necha yuzdan bir qismiga to'g'ri keladi. Ular kosmik nurlardagi tez harakatlanuvchi protonlar va neytronlar kabi kvarklardan tashkil topgan zarralar o'rtasidagi to'qnashuvdan keyin sodir bo'ladi. Mezonlar siklotronlarda yoki boshqa zarracha tezlatgichlarda ham ishlab chiqariladi. Zarrachalar bir xil massaga ega, lekin qarama-qarshi elektr zaryadlari bilan mos keladigan antizarralarga ega. Masalan, elektronning antizarrasi pozitrondir . Elektron manfiy elektr zaryadga, pozitron esa musbat zaryadga ega. Ushbu antipartikullar nazariy jihatdan antimater deb ataladigan mos keladigan materiya shaklini hosil qilishi mumkin. Ba'zi zarralar, masalan, foton, o'zlarining antipartikullaridir. Ushbu elementar zarralar kvant maydonlarining qo'zg'alishlari bo'lib, ularning o'zaro ta'sirini ham boshqaradi. Ushbu asosiy zarralar va maydonlarni ularning dinamikasi bilan birga tushuntiruvchi dominant nazariya standart model deb ataladi. Hozirgi zarrachalar fizikasi nazariyasi bilan tortishishning uyg'unligi hal qilinmagan; ko'plab nazariyalar bu muammoni hal qildi, masalan, halqa kvant tortishish kuchi, simlar nazariyasi va supersimmetriya nazariyasi . Amaliy zarrachalar fizikasi bu zarralarni radioaktiv jarayonlarda va Katta Adron Kollayderi kabi zarracha tezlatgichlarida o'rganishdir. Nazariy zarrachalar fizikasi bu zarralarni kosmologiya va kvant nazariyasi kontekstida o'rganishdir. Ikkalasi bir-biri bilan chambarchas bog'liq: Xiggs bozoni nazariy zarralar fiziklari tomonidan ilgari surilgan va uning mavjudligi amaliy tajribalar bilan tasdiqlangan.