فیزیک ذرات و فیزیک هسته ای

فیزیک ذرات مطالعه عناصر اولیه ماده و انرژی و تعامل بین آنها است. علاوه بر این ، فیزیکدانان ذرات شتاب دهنده های پر انرژی ،  آشکارساز ،  و برنامه های رایانه ای لازم برای این تحقیق را طراحی و توسعه می دهند. این رشته همچنین "فیزیک پر انرژی" نامیده می شود زیرا بسیاری از ذرات ابتدایی به طور طبیعی اتفاق نمی افتند بلکه فقط در اثر برخورد انرژی زیاد ذرات دیگر ایجاد می شوند. 

در حال حاضر ، فعل و انفعالات ذرات و زمینه های ابتدایی توسط مدل استاندارد توصیف شده است.  این مدل 12 ذره شناخته شده ماده (کوارک ها و لپتون ها) را که از طریق نیروهای بنیادی قوی ، ضعیف و الکترومغناطیسی در تعامل هستند ، تشکیل می دهد. دینامیک از نظر ذرات ماده که بوزونهای سنج را تبادل می کنند (گلون ها ، بوزونهای W و Z و فوتونها) توصیف شده است. 

مدل استاندارد همچنین ذره ای را به نام بوزون هیگز پیش بینی می کند.  در ژوئیه 2012 CERN ، آزمایشگاه اروپایی برای فیزیک ذرات ، اعلام کرد ذره ای سازگار با بوزون هیگز ،  بخشی جدایی ناپذیر از یک مکانیسم هیگز است.

فیزیک هسته ای رشته فیزیک است که به مطالعه ترکیبات و فعل و انفعالات هسته های اتمی می پردازد. رایج ترین کاربردهای فیزیک هسته ای تولید انرژی هسته ای و فناوری سلاح های هسته ای است ، اما این تحقیقات کاربردهای زیادی را در زمینه های مختلف از جمله در پزشکی هسته ای و تصویربرداری با رزونانس مغناطیسی ، کاشت یون در مهندسی مواد و ...