Fisika partikel adalah studi tentang partikel fundamental dan gaya yang memandunya. Karena banyak partikel fundamental hanya muncul selama tumbukan relativistik dalam akselerator partikel, bahasa sehari-hari disebut “penghancur atom”, fisika partikel juga dikenal sebagai “fisika energi tinggi”. Fisikawan telah membanting bersama partikel dengan kecepatan ekstrem sejak 1929.
Gambaran terbaik fisika partikel yang kita miliki saat ini disebut Model Standar, yang dikembangkan dengan susah payah pada tahun 1970-an. Itu adalah reaksi terhadap “kebun binatang partikel”, proliferasi besar partikel fundamental yang tidak biasa yang ditemukan selama eksperimen fisika energi tinggi pada 1950-an dan 1960-an. Jumlah partikel akhir akhirnya menjadi sekitar 31, termasuk 24 fermion (quark, elektron, neutrino, dan antipartikelnya), 6 boson (salah satunya, graviton, belum diamati), dan satu partikel sulit dipahami yang bertanggung jawab atas milik massa itu sendiri, yang juga belum diamati, Higgs boson. Pada dasarnya, fermion membentuk materi dan boson memediasi interaksi antar materi. Cahaya yang datang dari layar komputer Anda terdiri dari foton yang merupakan boson. Mereka berinteraksi dengan fermion yang membentuk bola mata Anda.
Sebagian besar materi di sekitar kita hanya terdiri dari beberapa partikel fundamental: quark atas, quark bawah, dan elektron. Ada juga 50 triliun neutrino bermassa rendah yang mengalir melalui tubuh kita setiap detik, melewati seluruh Bumi hampir seolah-olah itu tidak ada. Neutrino, yang namanya berarti “partikel netral kecil”, sangat sulit dipahami sehingga bahkan tidak diketahui bahwa mereka memiliki massa hingga tahun 1998. Salah satu bidang astronomi terbaru dikenal sebagai astronomi neutrino, di mana fluks neutrino dari Matahari dan supernova diamati menggunakan detektor besar.
Meskipun hanya beberapa partikel di kebun binatang partikel yang membentuk materi yang kita kenal, fisika partikel memberi kita wawasan yang luar biasa tentang struktur realitas dengan menunjukkan kepada kita varian yang kurang umum dan bagaimana mereka cocok menjadi satu keluarga yang bersatu. Fisika partikel dapat dikatakan bertanggung jawab atas keberadaan tenaga nuklir, kedokteran nuklir, dan bom nuklir. Fisika partikel dianggap sebagai salah satu bidang sains yang paling dihormati karena akhirnya menghasilkan wawasan yang berguna untuk bidang lain, seperti matematika.