粒子物理，有时也被称为原子核物理，是一门研究物质基本组成的科学。这门科学主要研究的是构成物质的最基本单位，即基本粒子。这些基本粒子的行为和相互作用，以及它们如何组成了我们所熟知的物质世界，是粒子物理的主要研究对象。
基本粒子是指构成物质的最小、最基本的单位。根据标准模型，基本粒子可以分为夸克、轻子、玻色子等几类。夸克包括上夸克、下夸克、奇异夸克等，它们是组成质子和中子的基本单元。轻子则包括电子、中微子等，它们是组成原子的基本单元。而玻色子则包括光子、弱矢量玻色子等，它们传递了四种基本相互作用力。
粒子实验是研究粒子物理的重要手段。这些实验通常在粒子加速器中进行，如CER的大型强子对撞机（LHC）。在这些实验中，科学家们通过加速和碰撞粒子，来观察和研究粒子的性质和相互作用。通过这些实验，科学家们发现了许多新的粒子，如希格斯玻色子，并验证了标准模型的预测。
粒子物理的标准模型是描述基本粒子和它们相互作用的框架。这个模型基于量子力学和相对论的理论框架，它包括了六种夸克、三种轻子、四种力场等基本粒子。标准模型预测了各种粒子的质量和相互作用方式，并经过了多方面的实验验证。标准模型仍然存在一些未解决的问题，如暗物质和暗能量的存在，这需要未来的研究来进一步探索。
粒子物理不仅在理论上对人类对物质世界的理解有重大贡献，而且在实践中也有广泛的应用。例如，粒子物理对核能的发展有着重要的贡献，核能现在已经成为一种重要的能源来源。粒子物理的研究也对医学产生了深远的影响，例如放射性治疗和核医学的发展。同时，粒子物理的研究也为材料科学提供了新的视角和方法，例如超导性和纳米材料的研究。
