การวิจัยด้านฟิสิกส์ของอนุภาคที่ทันสมัยจะมุ่งเน้นไปที่อนุภาคของอะตอมย่อย (อังกฤษ: subatomic particle) รวมทั้งองค์ประกอบที่สร้างขึ้นเป็นอะตอมเช่นอิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอน (โปรตอนและนิวตรอนเป็นอนุภาคผสมที่เรียกว่าแบริออน ทำจากหลายควาร์ก) ที่ผลิตโดยกระบวนการกัมมันตรังสีและการกระจัดกระจาย เช่นโฟตอน นิวตริโน และมิวออน เช่นเดียวกับอีกหลากหลายของอนุภาคที่แปลกใหม่ ไดนามิกส์ของอนุภาคทั้งหลายยังถูกควบคุมโดยกลศาสตร์ควอนตัมอีกด้วย; โดยพวกมันจะแสดงออกเป็นสองภาคของคลื่นและของอนุภาค (อังกฤษ: wave–particle duality) นั่นคือมันจะแสดงพฤติกรรมเหมือนกับเป็นอนุภาคภายใต้สภาวะการทดลองบางอย่างและพฤติกรรมเหมือนกับเป็นคลื่นในสภาวะอื่น ๆ ในความหมายทางเทคนิคมากขึ้น พวกมันจะถูกอธิบายโดยเวกเตอร์ของสภาวะควอนตัมใน Hilbert space, ซึ่งถูกปฏิบัติในทฤษฎีสนามควอนตัมเช่นกัน หลังจากการประชุมของนักฟิสิกส์ด้านอนุภาค คำว่าอนุภาคมูลฐานถูกนำไปใช้กับอนุภาคเหล่านั้นที่ถูก(ตามที่เข้าใจในปัจจุบัน)สันนิษฐานว่าเป็นพวกที่แบ่งแยกไม่ได้และไม่ประกอบด้วยอนุภาคอื่น ๆ[5]

อนุภาคและปฏิสัมพันธ์ของพวกมันที่ถูกสังเกตจนถึงวันนี้ทั้งหมด สามารถอธิบายได้เกือบทั้งหมดโดยทฤษฎีสนามควอนตัมที่เรียกว่าแบบจำลองมาตรฐาน[6] ซึ่งแบบจำลองมาตรฐานนี้ตามสมมติฐานปัจจุบันมี 61 อนุภาคมูลฐาน[7] อนุภาคมูลฐานเหล่านั้นสามารถรวมกันเป็นอนุภาคผสม, ทำให้เกิดหลายร้อยสายพันธุ์อื่น ๆ ของอนุภาคที่มีการค้นพบมาตั้งแต่ทศวรรษที่ 1960 แบบจำลองมาตรฐานถูกรับพบว่าเห็นด้วยกับเกือบทุกการทดสอบในแบบทดลองที่ถูกดำเนินการจนถึงวันนี้ อย่างไรก็ตามส่วนใหญ่ของนักฟิสิกส์ด้านอนุภาคเชื่อว่ามันเป็นคำอธิบายที่ไม่สมบูรณ์ของธรรมชาติและเชื่อว่าทฤษฎีที่เป็นพื้นฐานมากกว่ากำลังรอคอยการค้นพบ (ดูทฤษฎีของทุกสิ่ง) ในปีที่ผ่านมาการตรวจวัดมวลของนิวตริโนได้ให้ผลลัพธ์ที่เบี่ยงเบนไปจากการทดลองเป็นครั้งแรกจากแบบจำลองมาตรฐาน [โปรดขยายความ]