Fizica particulelor este studiul particulelor fundamentale și al forțelor care le ghidează. Deoarece multe dintre particulele fundamentale apar doar în timpul ciocnirilor relativiste în acceleratoarele de particule, numiți în mod colocvial „zdrobitori de atomi”, fizica particulelor este cunoscută și sub denumirea de „fizica de înaltă energie”. Fizicienii trântesc particulele la viteze extreme din 1929.
Cea mai bună imagine a fizicii particulelor pe care o avem astăzi se numește Modelul Standard, dezvoltat cu minuțiozitate în anii 1970. A fost o reacție la „grădina zoologică cu particule”, o proliferare uriașă de particule fundamentale neobișnuite descoperite în timpul experimentelor de fizică de înaltă energie din anii 1950 și 1960. Numărul final de particule a ajuns să fie în jur de 31, inclusiv 24 de fermioni (cuarci, electroni, neutrini și antiparticulele lor), 6 bozoni (dintre care unul, gravitonul, nu a fost încă observat) și o particulă evazivă responsabilă pentru proprietatea masei în sine, care nu a fost observată încă, bosonul Higgs. Practic, fermionii formează materia, iar bosonii mediază interacțiunile dintre materie. Lumina care vine de pe ecranul computerului este alcătuită din fotoni care sunt bozoni. Ei interacționează cu fermionii care alcătuiesc globul ocular.
Cea mai mare parte a materiei din jurul nostru este compusă din doar câteva particule fundamentale: cuarci sus, cuarci down și electroni. Există, de asemenea, 50 de trilioane de neutrini de masă mică care curg prin corpurile noastre în fiecare secundă, trecând prin întregul Pământ aproape ca și cum nici măcar nu ar fi acolo. Neutrinii, al căror nume înseamnă „mică particule neutre”, sunt atât de evazivi încât nici măcar nu s-a știut că aveau o masă până în 1998. Una dintre cele mai noi domenii ale astronomiei este cunoscută sub numele de astronomie neutrino, prin care fluxul de neutrini de la Soare și supernove. sunt observate cu ajutorul unor detectoare uriașe.
Deși doar câteva dintre particulele din grădina zoologică de particule alcătuiesc materia cu care suntem familiarizați, fizica particulelor ne oferă o perspectivă excelentă asupra structurii realității, arătându-ne variantele mai puțin comune și cum se potrivesc într-o familie unificată. Se poate spune că fizica particulelor este responsabilă pentru existența energiei nucleare, a medicinei nucleare și a bombelor nucleare. Fizica particulelor este considerată una dintre cele mai respectate domenii ale științei, deoarece ajunge să producă perspective care sunt utile în alte domenii, un fel de matematică.