La fisica delle particelle studia i costituenti della materia e le forze fondamentali che agiscono su di essi. Talvolta è definita anche “fisica delle alte energie”, in riferimento alle interazioni tra particelle elementari che si verificano ad altissima energia e che permettono di creare particelle non presenti in natura in condizioni ordinarie. Quest’ultima possibilità è offerta dagli acceleratori di particelle, strumenti chiave per studiare le particelle elementari a energie molto elevate.
Il quadro teorico che descrive le particelle e tre delle quattro forze fondamentali della natura è il modello standard, che ha ricevuto nel corso degli ultimi decenni numerose conferme sperimentali; tuttavia, il modello ha diverse limitazioni, che lasciano spazio alla possibilità di osservare in futuro fenomeni di “nuova fisica”, non previsti dalle attuali teorie. Sono molti i problemi aperti con cui devono confrontarsi oggi i fisici delle particelle: dalla natura della materia oscura e dell’energia oscura fino al problema dell’asimmetria tra materia e antimateria, passando per i tanti misteri che ruotano intorno ai neutrini, particelle molto leggere e capaci di interagire pochissimo con la materia. Resta ancora molto da capire anche sulle caratteristiche del bosone di Higgs, l’ultima particella elementare scoperta fino a oggi. Sfide difficili ma al contempo molto stimolanti, che rinnovano l’obiettivo ambizioso dei fisici delle particelle di indagare sempre più in profondità la struttura ultima della materia e dell’universo in cui viviamo.