亚原子粒子
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亚原子粒子，也叫基本粒子的一种独立的单位事或能源这是最基本的成分在所有物质中。亚原子粒子包括电子粒子是带负电荷的、几乎没有质量的粒子，但它们却占了宇宙的大部分大小原子，它们包括体积小但密度大的较重的组成部分原子核，带正电荷质子而电中性中子．但这些基本原子成分绝不是唯一已知的亚原子粒子。例如，质子和中子本身就是由一种叫做夸克，电子只是包括粒子在内的一类基本粒子中的一员μ介子和中微子．更不寻常的亚原子粒子，如正电子,反物质电子的对应物已经被检测到特征在宇宙射线相互作用的地球的大气．的场对亚原子粒子的研究已经随着结构的强大而急剧扩大粒子加速器研究电子、质子和其他粒子与物质的高能碰撞。当粒子以高能量碰撞时，碰撞能量可用于亚原子粒子的产生，例如介子而且超子．最后，完成了始于20世纪初的物质和能量等效理论的革命，亚原子粒子的研究已经被发现的力量的作用是由于“力”粒子的交换，如光子而且胶子．目前已经探测到超过200个亚原子粒子——其中大多数高度不稳定，存在时间不到百万分之一秒——是宇宙射线反应或碰撞产生的结果粒子加速器实验。理论和实验研究粒子物理，对亚原子粒子及其性质的研究，使科学家对物质和能量的本质以及宇宙的起源有了更清晰的认识宇宙．
目前对粒子物理状态的理解是集成在一个概念上的框架，即标准模型．标准模型基于物质基本力的理论描述，为所有已知的亚原子粒子提供了一种分类方案。
粒子物理学的基本概念
可分原子
亚原子粒子的物理研究直到20世纪才成为可能，因为越来越复杂的仪器在10级的尺度上探测物质−15米及以下(也就是说，在与地球直径相当的距离上质子或中子)。然而这门学科的基本哲学现在被称为粒子物理至少可以追溯到500年公元前，当希腊哲学家Leucippus他的学生德谟克利特提出概念这种物质由看不见的、不可分割的小粒子组成，他们称之为原子．2000多年来，原子的观点在很大程度上被忽视了，相反的观点认为物质由四种元素组成——土、火、空气和水——占主导地位。但是到了19世纪初原子理论物质又重新受到青睐，特别是由于工作的约翰·道尔顿英国化学家，他的研究表明，每一个化学元素由自己独特的一种原子．因此，道尔顿的原子仍然是现代物理学中的原子。然而，到19世纪末，第一个迹象开始出现，表明原子并非如留基伯和德谟克利特所想象的那样不可分割，而是它们含有更小的粒子。
1896年，这位法国物理学家贝克勒尔发现放射性，并在第二年J.J.汤姆森他是一名物理在剑桥大学在英国，证明存在质量比这小得多的微小粒子氢是最轻的原子。汤姆逊发现了第一个亚原子粒子电子．六年后欧内斯特·卢瑟福而且弗雷德里克草皮的，在麦吉尔大学在蒙特利尔他发现，当一种类型的原子转变为另一种类型的原子时，就发生了放射性。原子是不可改变、不可分割的物体的观点已经成为现实站不住脚的．
原子的基本结构在1911年变得显而易见，当时卢瑟福指出，原子的大部分质量集中在它的中心，即一个微小的原子核中。卢瑟福提出原子就像一个微缩模型太阳系,光在美国，带负电的电子围绕着稠密的带正电的原子核运行，就像行星围绕太阳运行一样。丹麦理论家尼尔斯·玻尔改进这个模型在1913年通过结合新的思想量化这是由德国物理学家提出的马克斯·普朗克在世纪之交。普朗克提出了这个理论电磁辐射，例如光，以离散束的形式出现，或者“广达电脑的能量光子．玻尔假设电子在固定大小和能量的轨道上围绕原子核旋转，并且电子只能通过发射或吸收特定的物质从一个轨道跳到另一个轨道广达电脑的能量。通过将量子化纳入他的原子理论，玻尔引入了现代粒子物理学的一个基本元素，并促使人们更广泛地接受量子化来解释原子和亚原子现象。
大小
亚原子粒子在物质结构中起着两个至关重要的作用。它们既是宇宙的基本组成部分，也是将这些组成部分粘合在一起的粘合剂。尽管扮演这些不同角色的粒子有两种不同的类型，但它们确实有一些共同的特征，最重要的是大小。
亚原子粒子的小尺寸，也许最令人信服的表达方式不是说明它们的绝对度量单位，而是将它们与它们所属的复杂粒子进行比较。例如，一个原子通常是10−10米宽,然而,原子的大小几乎都是空的。空间对原子核周围的点电荷电子有效。平均大小的原子核之间的距离大约是10−14metre-only1/10000年原子的直径。而原子核则是由正电荷组成的质子电中性中子，统称为的核子，和一个核子直径大约是10−15米——大约是米1/10原子核和1/100000年原子的。(核子之间的距离，10−15米，被称为费米，以纪念这位意大利出生的物理学家恩里科费米他做了很多实验和研究理论研究原子核的性质及其内容。)
原子、原子核和核子的大小是通过发射激光来测量的电子束瞄准一个合适的目标。电子的能量越高，它们穿透的距离就越远电荷在原子内部。例如，一个能量为几百的光束电子伏特(eV)从目标原子中的电子散射出去。光束散射的方式(电子散射)就可以研究，以确定原子电子的一般分布。
能量为几百兆电子伏(MeV;106eV)，电子在梁受原子电子的影响很小;相反，它们穿透原子，被正电荷的原子核散射。因此，如果发射这样的光束液氢，其原子的原子核中只包含单个质子，散射电子的模式揭示了质子的大小。在能量大于十亿电子伏特(GeV;109eV)时，电子穿透质子和中子，它们的散射模式揭示了内部结构。因此，质子和中子并不比原子更不可分割;事实上，它们还包含更小的粒子，这些粒子被称为夸克。
夸克和物理学家能测量的一样小或更小。在非常高能量的实验中，相当于探索当质子和电子在目标中加速到近50,000 GeV时，夸克表现为空间中的点，没有可测量的大小;因此，它们必须小于10−18米，或小于1/1000年它们形成的单个核子的大小。类似的实验表明，电子也比可以测量的要小。