ในแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาคอนุภาคพื้นฐานหรืออนุภาคหลักคือ อนุภาคย่อยอะตอมที่ไม่ประกอบขึ้นจากอนุภาคอื่น^{[ 1 ]}แบบจำลองมาตรฐานยอมรับอนุภาคที่แตกต่างกัน 17 ชนิด ได้แก่เฟอร์มิออน 12 ชนิด และโบซอน 5 ชนิด อันเป็นผลมาจากการรวมกันของรสชาติและสีและปฏิสสารเฟอร์มิออนและโบซอนจึงมีรูปแบบที่แตกต่างกัน 48 และ 13 รูปแบบตามลำดับ^{[ 2 ]}อนุภาคพื้นฐาน 61 ชนิดนี้รวมถึงอิเล็กตรอนและเลปตอน อื่นๆ ควาร์กและโบซอนหลักอนุภาคย่อยอะตอมเช่นโปรตอนหรือนิวตรอนซึ่งประกอบด้วยอนุภาคพื้นฐานสองชนิดขึ้นไป เรียกว่าอนุภาค ประกอบ

แนวคิดของอนุภาคพื้นฐานไม่ได้ขึ้นอยู่กับการวัด แต่ขึ้นอยู่กับกรอบทฤษฎี^{[ 3 ]} สสารทั่วไปประกอบด้วยอะตอมซึ่งครั้งหนึ่งเคยคิดว่าเป็นอนุภาคพื้นฐานที่แบ่งแยกไม่ได้ ชื่ออะตอมมาจากคำภาษากรีกโบราณἄτομος ( atomos ) ซึ่งหมายถึงแบ่งแยกไม่ได้หรือตัดไม่ได้แม้ว่า จะมีทฤษฎีเกี่ยวกับอะตอม มานานหลายพันปีแล้วแต่การมีอยู่จริงของอะตอม ก็ยังคงเป็นที่ถกเถียงกันจนกระทั่งปี 1905 ในปีนั้น อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้ตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับการเคลื่อนที่แบบบราวน์ทำให้ทฤษฎีที่มองว่าโมเลกุลเป็นเพียงภาพลวงตาทางคณิตศาสตร์สิ้นสุดลง ต่อมาไอน์สไตน์ได้ระบุว่าสสารประกอบด้วยความเข้มข้นของพลังงานที่แตกต่างกัน^{[ 1 ] [ 4 ]}

ส่วนประกอบย่อยของอะตอมได้รับการระบุครั้งแรกในช่วงปลายศตวรรษที่ 19โดยเริ่มจากอิเล็กตรอนตามด้วยโปรตอนในปี 1919 โฟตอนในช่วงปี 1920 และนิวตรอนในปี 1932 ^{[ 1 ]}ในเวลานั้น การเกิดขึ้นของกลศาสตร์ควอนตัมได้เปลี่ยนแปลงนิยามของ "อนุภาค" อย่างสิ้นเชิง โดยนำเสนอความเข้าใจที่ว่าอนุภาคมีอยู่พร้อมกันในฐานะคลื่นสสาร^{[ 5 ] [ 6 ]}

มีการพัฒนาทฤษฎีมากมายเกี่ยวกับและเหนือกว่าแบบจำลองมาตรฐานนับตั้งแต่มีการกำหนดมาตรฐานในช่วงทศวรรษ 1970 ซึ่งรวมถึงแนวคิดเรื่องซูเปอร์สมมาตรซึ่งเพิ่มจำนวนอนุภาคพื้นฐานเป็นสองเท่าโดยตั้งสมมติฐานว่าอนุภาคที่รู้จักแต่ละตัวจะเชื่อมโยงกับคู่ "เงา" ที่มีมวลมากกว่ามาก^{[ 7 ] [ 8 ]}อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับโบซอนพื้นฐานเพิ่มเติมที่ทำหน้าที่เป็นตัวกลางของแรงโน้มถ่วงคู่ซูเปอร์ ดังกล่าว ก็ยังไม่ถูกค้นพบจนถึงปี 2026 ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 1 ]}

อนุภาคพื้นฐานทั้งหมดเป็นได้ทั้งเฟอร์มิออนหรือโบซอนคลาสเหล่านี้แตกต่างกันด้วยสถิติควอนตัม : เฟอร์มิออนเป็นไป ตาม สถิติเฟอร์มิ-ดิแรกและโบซอนเป็นไป ตาม สถิติโบส-ไอน์สไตน์ [ ^{1 ] ส}ปินของพวกมันแตกต่างกันโดยใช้ทฤษฎีบทสปิน-สถิติ : เป็นครึ่งจำนวนเต็มสำหรับเฟอร์มิออน และเป็นจำนวนเต็มสำหรับโบซอน

หมายเหตุ : [†]แอนติอิเล็กตรอน ( e)⁺) โดยทั่วไปเรียกว่า " โพซิตรอน " [‡]อนุภาคโบซอนที่เป็นพาหะของแรงที่รู้จักกันทั้งหมดมีสปินเท่ากับ 1 ส่วนอนุภาคกราวิตอนสมมุติมีสปินเท่ากับ 2 และยังไม่ทราบว่าเป็นอนุภาคเกจโบซอนด้วยหรือไม่

ในแบบจำลองมาตรฐานอนุภาคพื้นฐานจะถูกแสดงเพื่อประโยชน์ในการทำนายในรูปของอนุภาคจุดแม้ว่าจะประสบความสำเร็จอย่างมาก แต่แบบจำลองมาตรฐานก็มีข้อจำกัดเนื่องจากการละเว้นแรงโน้มถ่วงและมีพารามิเตอร์บางอย่างที่ถูกเพิ่มเข้ามาโดยพลการแต่ไม่ได้อธิบาย^{[ 11 ]}

ตามแบบจำลองปัจจุบันของการสังเคราะห์นิวเคลียสในบิ๊กแบงองค์ประกอบดั้งเดิมของสสารที่มองเห็นได้ในจักรวาลควรมีไฮโดรเจนประมาณ 75% และฮีเลียม-4 ประมาณ 25% (ตามมวล) นิวตรอนประกอบด้วยควาร์กอัพ 1 ตัวและควาร์กดาวน์ 2 ตัว ในขณะที่โปรตอนประกอบด้วยควาร์กอัพ 2 ตัวและควาร์กดาวน์ 1 ตัว เนื่องจากอนุภาคพื้นฐานอื่นๆ ทั่วไป (เช่น อิเล็กตรอน นิวตริโน หรือโบซอนอ่อน) มีน้ำหนักเบาหรือหายากมากเมื่อเทียบกับนิวเคลียสของอะตอม เราจึงสามารถละเลยการมีส่วนร่วมของมวลของพวกมันต่อมวลรวมของจักรวาลที่สังเกตได้ ดังนั้นจึงสรุปได้ว่ามวลส่วนใหญ่ที่มองเห็นได้ในจักรวาลประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน ซึ่งเช่นเดียวกับแบริออน ทั้งหมด ประกอบด้วยควาร์กอัพและควาร์กดาวน์

บางการประมาณการระบุว่ามีอยู่ประมาณ 10⁸⁰แบริออน (เกือบทั้งหมดเป็นโปรตอนและนิวตรอน) ในเอกภพที่สังเกตได้ ^{[ 12 ]}

จำนวนโปรตอนในเอกภพที่สังเกตได้เรียกว่าเลขเอ็ดดิงตัน

ในแง่ของจำนวนอนุภาค การประมาณการบางอย่างชี้ให้เห็นว่าสสารเกือบทั้งหมด ยกเว้นสสารมืดอยู่ในรูปของนิวตริโน ซึ่งคิดเป็นส่วนใหญ่ของอนุภาคประมาณ 10 พันล้านอนุภาค^{อนุภาคพื้นฐานของสสาร 86}ชนิดที่มีอยู่ในจักรวาลที่มองเห็นได้ ^{[ 13 ]}การประมาณการอื่นๆ บ่งชี้ว่าประมาณ 10^{อนุภาคพื้นฐาน 97}ชนิดมีอยู่ในเอกภพที่มองเห็นได้ (ไม่รวมสสารมืด ) ส่วนใหญ่เป็นโฟตอนและตัวนำแรงไร้มวลอื่นๆ ^{[ 13 ]}

แบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาคประกอบด้วยเฟอร์มิออน พื้นฐาน 12 ชนิด รวมทั้งอนุภาคปฏิปักษ์ ที่สอดคล้องกัน ตลอดจนโบซอนพื้นฐานที่เป็นตัวกลางของแรง และโบซอนฮิกส์ซึ่งมีรายงานเมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม 2555 ว่าน่าจะตรวจพบโดยการทดลองหลักสองแห่งที่เครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ ( ATLASและCMS ) ^{[ 1 ]}อย่างไรก็ตาม แบบจำลองมาตรฐานถือเป็นทฤษฎีชั่วคราวมากกว่าทฤษฎีพื้นฐานที่แท้จริง เนื่องจากไม่ทราบว่าเข้ากันได้กับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ หรือ ไม่ อาจมีอนุภาคพื้นฐานสมมุติฐานที่ไม่ได้รับการอธิบายโดยแบบจำลองมาตรฐาน เช่นกราวิตอนอนุภาคที่จะนำพาแรงโน้มถ่วงและอนุภาคสปาร์ติเคิลซึ่ง เป็นคู่ สมมาตรยิ่งยวดของอนุภาคทั่วไป^{[ 14 ]}

เฟอร์มิออนพื้นฐาน 12 ชนิดแบ่งออกเป็น 3  รุ่นรุ่นละ 4 อนุภาค ครึ่งหนึ่งของเฟอร์มิออนเป็นเลปตอนซึ่งสามอนุภาคมีประจุไฟฟ้า −1  eเรียกว่าอิเล็กตรอน ( e)⁻) มิวออน ( μ⁻) และเทา ( τ )⁻); เลปตอนอีกสามตัวคือนิวตริโน ( ν )_อี, ν_μ, ν_τซึ่งเป็นเฟอร์มิออนพื้นฐานเพียงชนิดเดียวที่ไม่มีทั้งประจุไฟฟ้าและประจุสี อนุภาคอีกหกชนิดที่เหลือคือควาร์ก (จะกล่าวถึงต่อไป)

ตารางต่อไปนี้แสดงรายการมวลที่วัดได้ในปัจจุบันและค่าประมาณมวลของเฟอร์มิออนทั้งหมด โดยใช้มาตราส่วนการวัดเดียวกัน คือล้านอิเล็กตรอนโวลต์เทียบกับกำลังสองของความเร็วแสง (MeV/ c² ) ตัวอย่างเช่น มวลของควาร์ก ^ที่ทราบอย่างแม่นยำที่สุดคือมวลของควาร์กท็อป ( t ) ที่172.7  GeV/ c²ประมาณการโดยใช้^{แผนการ}ออ นเชลล์

การประมาณค่ามวลของควาร์กขึ้นอยู่กับเวอร์ชันของควอนตัมโครโมไดนามิกส์ที่ใช้ในการอธิบายปฏิสัมพันธ์ของควาร์ก ควาร์กจะถูกกักอยู่ในชั้นของกลูออน เสมอ ซึ่งกลูออนจะมอบมวลที่มากกว่าอย่างมหาศาลให้กับเมซอนและแบริออนที่ควาร์กอยู่ ดังนั้นจึงไม่สามารถวัดค่ามวลของควาร์กได้โดยตรง เนื่องจากมวลของควาร์กนั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับมวลยังผลของกลูออนโดยรอบ ความแตกต่างเพียงเล็กน้อยในการคำนวณจึงทำให้ค่ามวลแตกต่างกันอย่างมาก

นอกจากนี้ยังมีอนุภาคปฏิเฟอร์มิออนพื้นฐาน 12 ชนิดที่สอดคล้องกับอนุภาคทั้ง 12 ชนิดนี้ ตัวอย่างเช่นแอนติอิเล็กตรอน (โพซิตรอน)⁺เป็นอนุภาคปฏิปักษ์ของอิเล็กตรอนและมีประจุไฟฟ้า  +1 e

ไม่เคยมีการตรวจพบควาร์กและแอนติควาร์กที่แยกเดี่ยว ซึ่งเป็นข้อเท็จจริงที่อธิบายได้ด้วยการกักขัง ควาร์ก แต่ละตัวมีประจุสีหนึ่งในสามสีของปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งแอนติควาร์กก็มีประจุสีตรงข้ามเช่นกัน อนุภาคที่มีประจุสีมีปฏิสัมพันธ์กันผ่าน การแลกเปลี่ยน กลูออนในลักษณะเดียวกับที่อนุภาคที่มีประจุมีปฏิสัมพันธ์กันผ่าน การแลกเปลี่ยน โฟตอนอย่างไรก็ตาม กลูออนเองก็มีประจุสี ส่งผลให้แรงที่แข็งแกร่งเพิ่มขึ้นเมื่ออนุภาคที่มีประจุสีแยกออกจากกัน ต่างจากแรงแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งลดลงเมื่ออนุภาคที่มีประจุแยกออกจากกัน อนุภาคที่มีประจุสีจะรู้สึกถึงแรงที่เพิ่มขึ้น^{[ 16 ]}

อย่างไรก็ตาม อนุภาคที่มีสีอาจรวมตัวกันเพื่อสร้างอนุภาคประกอบที่ เป็นกลางทางสี ที่เรียกว่าแฮดรอนควาร์กอาจจับคู่กับแอนติควาร์ก โดยควาร์กมีสีและแอนติควาร์กมีสีตรงข้ามที่สอดคล้องกัน สีและสีตรงข้ามจะหักล้างกัน ทำให้เกิดเมซอน ที่เป็นกลางทางสี หรืออีกทางหนึ่ง ควาร์กสามตัวสามารถอยู่ร่วมกันได้ โดยควาร์กตัวหนึ่งเป็น "สีแดง" อีกตัวเป็น "สีน้ำเงิน" และอีกตัวเป็น "สีเขียว" ควาร์กสามตัวที่มีสีเหล่านี้รวมกันเป็นแบริออนที่เป็นกลางทางสีใน ทำนองเดียวกัน แอนติควาร์กสามตัวที่มีสี "แอนติแดง" "แอนติน้ำเงิน" และ "แอนติเขียว" สามารถรวมกันเป็นแอนติแบริออนที่เป็นกลางทางสีได้

ควาร์กยังมีประจุไฟฟ้า ที่เป็นเศษส่วนด้วย แต่เนื่องจากพวกมันถูกจำกัดอยู่ภายในแฮดรอนซึ่งมีประจุเป็นจำนวนเต็มทั้งหมด จึงไม่สามารถแยกประจุที่เป็นเศษส่วนออกมาได้ โปรดทราบว่าควาร์กมีประจุไฟฟ้าเป็น⁠++2/3e หรือ −​+1/3ในขณะที่แอ น  ติควา ร์กมีประจุไฟฟ้าที่สอดคล้องกันเป็น −+2/3e หรือ  +​+1/3e  .​

หลักฐานการมีอยู่ของควาร์กมาจากการกระเจิงแบบไม่ยืดหยุ่นอย่างลึกซึ้ง : การยิงอิเล็กตรอนไปที่นิวเคลียสเพื่อกำหนดการกระจายของประจุภายในนิวคลีออน (ซึ่งเป็นแบริออน) หากประจุมีความสม่ำเสมอสนามไฟฟ้าโดยรอบโปรตอนก็ควรจะสม่ำเสมอ และอิเล็กตรอนควรจะกระเจิงแบบยืดหยุ่น อิเล็กตรอนพลังงานต่ำจะกระเจิงในลักษณะนี้ แต่เมื่อพลังงานสูงกว่าระดับหนึ่ง โปรตอนจะเบี่ยงเบนอิเล็กตรอนบางส่วนไปในมุมกว้าง อิเล็กตรอนที่กระเด็นออกมาจะมีพลังงานน้อยลงมาก และ จะมี การปล่อยอนุภาคออกมาเป็นลำ การกระเจิงแบบไม่ยืดหยุ่นนี้ชี้ให้เห็นว่าประจุในโปรตอนไม่สม่ำเสมอ แต่กระจายไปในอนุภาคที่มีประจุขนาดเล็กกว่า: ควาร์ก

ในแบบจำลองมาตรฐาน อนุภาคเวกเตอร์ ( สปิน -1) ( กลูออนโฟตอนและโบซอน W และ Z ) เป็นตัวกลางของแรง ในขณะที่โบซอนฮิกส์ (สปิน -0) เป็นตัวกำหนดมวลที่แท้จริงของอนุภาค โบซอนแตกต่างจากเฟอร์มิออนตรงที่โบซอนหลายตัวสามารถอยู่ในสถานะควอนตัมเดียวกันได้ ( หลักการกีดกันของเปาลี ) นอกจากนี้ โบซอนอาจเป็นอนุภาคพื้นฐาน เช่น โฟตอน หรือเป็นอนุภาคผสม เช่นเมซอนสปินของโบซอนเป็นจำนวนเต็ม ไม่ใช่ครึ่งจำนวนเต็ม

กลูออนเป็นตัวกลางใน การเกิด อันตรกิริยาแบบแรงซึ่งรวมตัวกับควาร์กและก่อตัวเป็นแฮดรอนซึ่งอาจเป็นแบริออน (ควาร์กสามตัว) หรือเมซอน (ควาร์กหนึ่งตัวและแอนติควาร์กหนึ่งตัว) โปรตอนและนิวตรอนเป็นแบริออนที่รวมตัวกับกลูออนเพื่อก่อตัวเป็นนิวเคลียสของอะตอมเช่นเดียวกับควาร์ก กลูออนแสดงสีและแอนติสี – ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับแนวคิดของสีที่มองเห็นได้ แต่เกี่ยวข้องกับอันตรกิริยาแบบแรงของอนุภาค – บางครั้งในรูปแบบผสมผสานกัน โดยมีกลูออนทั้งหมดแปดรูปแบบ

มีอนุภาคเกจอ่อนอยู่ 3 ชนิด ได้แก่ W ⁺ , W− ^และ Z0 ^ซึ่งเป็นตัวกลางในการเกิดอันตรกิริยาแบบอ่อนอนุภาค W เป็นที่รู้จักกันดีในฐานะตัวกลางในการสลายตัวของนิวเคลียส โดย W− ^จะเปลี่ยนนิวตรอนให้เป็นโปรตอน จากนั้นสลายตัวเป็นอิเล็กตรอนและคู่ของอิเล็กตรอน-แอนตินิวตริโน ส่วน Z0 นั้น^ไม่เปลี่ยนชนิดหรือประจุของอนุภาค แต่จะเปลี่ยนโมเมนตัม และเป็นกลไกเดียวในการกระเจิงแบบยืดหยุ่นของนิวตริโน อนุภาคเกจอ่อนเหล่านี้ถูกค้นพบเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมในอิเล็กตรอนจากการแลกเปลี่ยนนิวตริโน-Z อนุภาคโฟตอนไร้มวลเป็นตัวกลางในการเกิดอันตรกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้าอนุภาคเกจทั้งสี่ชนิดนี้ก่อให้เกิดอันตรกิริยาไฟฟ้าอ่อนระหว่างอนุภาคพื้นฐาน

แม้ว่าแรงอ่อนและแรงแม่เหล็กไฟฟ้าจะดูแตกต่างกันมากในระดับพลังงานทั่วไป แต่ทฤษฎีกล่าวว่าแรงทั้งสองจะรวมกันเป็นแรงอิเล็กโทรวีค เดียว ที่พลังงานสูง การคาดการณ์นี้ได้รับการยืนยันอย่างชัดเจนจากการวัดภาคตัดขวางของการกระเจิงของอิเล็กตรอน-โปรตอนพลังงานสูงที่ เครื่องเร่ง อนุภาค HERAที่DESYความแตกต่างที่พลังงานต่ำเป็นผลมาจากมวลสูงของโบซอน W และ Z ซึ่งเป็นผลมาจากกลไกฮิกส์ผ่านกระบวนการทำลายสมมาตร โดยธรรมชาติ ฮิกส์จะเลือกทิศทางพิเศษในปริภูมิอิเล็กโทรวีค ซึ่งทำให้อนุภาคอิเล็กโทรวีคสามอนุภาคมีมวลมาก (โบซอนอ่อน) และอีกหนึ่งอนุภาคยังคงมีมวลนิ่งที่ไม่แน่นอนเนื่องจากเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา (โฟตอน) เมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม 2555 หลังจากหลายปีของการค้นหาหลักฐานการมีอยู่ของโบซอนฮิกส์ในเชิงทดลองก็มีการประกาศว่าได้มีการสังเกตการณ์โบซอนฮิกส์ ที่เครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ของ CERN แล้ว ปีเตอร์ ฮิกส์ผู้ซึ่งเสนอสมมติฐานเรื่องการมีอยู่ของอนุภาคฮิกส์โบซอนเป็นคนแรก อยู่ในเหตุการณ์การประกาศด้วย^{[ 17 ]}เชื่อกันว่าอนุภาคฮิกส์โบซอนมีมวลประมาณ125 GeV/ c² ^{[ 18} ] ความสำคัญทางสถิติ^ของการค้นพบนี้ถูกรายงานว่าเป็น 5 ซิกมา ซึ่งหมายถึงความแน่นอนประมาณ 99.99994% ในฟิสิกส์อนุภาค นี่คือระดับความสำคัญที่จำเป็นในการระบุการสังเกตการณ์เชิงทดลองอย่างเป็นทางการว่าเป็นการ^ค้นพบการวิจัยเกี่ยวกับคุณสมบัติของอนุภาคที่ค้นพบใหม่ยังคงดำเนินต่อไป

แม้ว่าหลักฐานเชิงทดลองจะยืนยัน การคาดการณ์ ของแบบจำลองมาตรฐาน อย่างท่วมท้น แต่บางแง่มุมของทฤษฎียังคงไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ เช่น สาเหตุของความแตกต่างอย่างมากระหว่างแรงอ่อนและแรงโน้มถ่วง (ซึ่งเป็นแง่มุมหนึ่งของปัญหาลำดับชั้น ) อีกประเด็นหนึ่งคือข้อเท็จจริงที่ว่าพารามิเตอร์หลายตัวของทฤษฎีถูกนำมาใช้แบบเฉพาะกิจมากกว่าที่จะเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติจากคำอธิบายทางฟิสิกส์พื้นฐาน ทฤษฎีที่อยู่นอกเหนือแบบจำลองมาตรฐานพยายามแก้ไขข้อบกพร่องที่รับรู้ได้เหล่านี้

กราวิตอนเป็นอนุภาคสปิน-2 พื้นฐานสมมุติฐานที่เสนอให้เป็นตัวกลางของแรงโน้มถ่วง แม้ว่าจะยังไม่ถูกค้นพบเนื่องจากความยากลำบากในการตรวจจับแต่บางครั้งก็ถูกรวมอยู่ในตารางของอนุภาคพื้นฐาน^{[ 1 ]}กราวิตอนแบบดั้งเดิมไม่มีมวล แม้ว่าจะมีแบบจำลองบางแบบที่มี กราวิตอน Kaluza–Klein ที่มีมวล อยู่ก็ตาม^{[ 19 ]}

ส่วนขยายหนึ่งของแบบจำลองมาตรฐานพยายามที่จะรวมปฏิสัมพันธ์อิเล็กโทรวีคเข้ากับปฏิสัมพันธ์แรงใน 'ทฤษฎีการรวมแรงครั้งใหญ่' (GUT) เดียว แรงดังกล่าวจะ แตกออก เป็นสามแรงโดยธรรมชาติ ด้วย กลไกคล้ายฮิกส์การแตกตัวนี้ถูกตั้งทฤษฎีว่าจะเกิดขึ้นที่พลังงานสูง ทำให้ยากที่จะสังเกตการรวมตัวในห้องปฏิบัติการ การคาดการณ์ที่น่าทึ่งที่สุดของการรวมแรงครั้งใหญ่คือการมีอยู่ของโบซอน X และ Yซึ่งเป็นสาเหตุของการสลายตัวของโปรตอน อย่างไรก็ตาม การไม่พบการสลายตัวของโปรตอนที่ หอดูดาวนิวตริโน Super-Kamiokandeทำให้ GUT ที่ง่ายที่สุดถูกตัดออกไป รวมถึง SU(5) และ SO(10)

ทฤษฎีซูเปอร์สมมาตรขยายแบบจำลองมาตรฐานโดยการเพิ่มสมมาตรอีกประเภทหนึ่งให้กับลากรางเจียนสมมาตรเหล่านี้จะสลับอนุภาคเฟอร์มิออน กับอนุภาค โบซอนิกสมมาตรดังกล่าวทำนายการมีอยู่ของอนุภาคซูเปอร์สมมาตรซึ่งย่อว่าอนุภาค ส ปาร์ติ เคิล ซึ่งรวมถึง สลีปตอน สควา ร์ ก นิวท รัลลิโนและชาร์จิโนอนุภาคแต่ละตัวในแบบจำลองมาตรฐานจะมีคู่ซูเปอร์สมมาตรที่มีสปินต่าง จากอนุภาคปกติ 1/2เนื่องจากสมมาตรซูเปอร์สมมาตรถูกทำลาย อนุภาคสปาร์ติเคิล จึงหนักกว่าอนุภาคปกติมาก หนักจนเครื่องเร่งอนุภาค ที่มีอยู่ ไม่สามารถสร้างพวกมันได้ นักฟิสิกส์บางคนเชื่อว่าอนุภาคสปาร์ติเคิลจะถูกตรวจพบโดยเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่ (Large Hadron Collider ) ที่CERN

ทฤษฎีสตริงเป็นแบบจำลองทางฟิสิกส์ที่อนุภาคทั้งหมดที่ประกอบขึ้นเป็นสสาร นั้น ประกอบด้วยสตริง (วัดที่ความยาวพลังค์ ) ที่มีอยู่ในเอกภพ 11 มิติ (ตามทฤษฎี Mซึ่งเป็นเวอร์ชันชั้นนำ) หรือ 12 มิติ (ตามทฤษฎี F ^{[ 20 ]} ) สตริงเหล่านี้สั่นด้วยความถี่ที่แตกต่างกันซึ่งกำหนดมวล ประจุไฟฟ้า ประจุสี และการหมุน สตริงอาจเป็นแบบเปิด (เส้นตรง) หรือแบบปิดเป็นวง (ทรงกลมหนึ่งมิติ นั่นคือวงกลม) เมื่อสตริงเคลื่อนที่ผ่านอวกาศ มันจะกวาดสิ่งที่เรียกว่าแผ่นโลกทฤษฎีสตริงทำนายถึงเบรนตั้งแต่ 1 ถึง 10 (โดยเบรน 1 คือสตริง และเบรน 10 คือวัตถุ 10 มิติ) ที่ป้องกันการฉีกขาดใน "โครงสร้าง" ของอวกาศโดยใช้หลักการความไม่แน่นอน (เช่น อิเล็กตรอนที่โคจรรอบอะตอมไฮโดรเจน มีโอกาส แม้จะน้อยก็ตาม ที่มันจะไปอยู่ที่ใดก็ได้ในจักรวาล ณ ช่วงเวลาใดก็ตาม)

ทฤษฎีสตริงเสนอว่าเอกภพของเราเป็นเพียง 4-brane ซึ่งภายในนั้นประกอบด้วยมิติอวกาศสามมิติและมิติเวลาหนึ่งมิติที่เราสังเกตเห็น ส่วนมิติทางทฤษฎีอีก 7 มิติที่เหลือ อาจมีขนาดเล็กมากและม้วนงอ (และเล็กเกินกว่าจะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า) หรืออาจไม่มีอยู่จริงในเอกภพของเรา (เพราะมิติเหล่านั้นมีอยู่ในระบบที่ยิ่งใหญ่กว่าที่เรียกว่า " พหุจักรวาล " ซึ่งอยู่นอกเอกภพที่เรารู้จัก)

การคาดการณ์บางประการของทฤษฎีสตริง ได้แก่ การมีอยู่ของอนุภาคที่มีมวลมหาศาลซึ่งเป็นคู่ตรงข้ามของอนุภาคธรรมดา อันเนื่องมาจากการกระตุ้นการสั่นสะเทือนของสตริงพื้นฐาน และการมีอยู่ของอนุภาคไร้มวลที่มีสปิน 2 ซึ่งมีพฤติกรรมคล้ายกับกราวิตอน

ทฤษฎีเทคนิคคัลเลอร์พยายามปรับเปลี่ยนแบบจำลองมาตรฐานให้น้อยที่สุด โดยการแนะนำปฏิสัมพันธ์แบบใหม่ที่คล้ายกับ QCD ซึ่งหมายความว่ามีการเพิ่มทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับอนุภาคที่เรียกว่าเทคนิคควาร์ก ซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กันผ่านอนุภาคที่เรียกว่าเทคนิคกลูออน แนวคิดหลักคือ ฮิกส์โบซอนไม่ใช่เพียงอนุภาคพื้นฐาน แต่เป็นสถานะผูกพันของอนุภาคเหล่านี้

ตามทฤษฎีพรีออน มีอนุภาคพื้นฐานกว่าอนุภาค (หรือส่วนใหญ่) ที่พบในแบบจำลองมาตรฐานอยู่หนึ่งลำดับหรือมากกว่านั้น อนุภาคพื้นฐานที่สุดเหล่านี้มักเรียกว่าพรีออน ซึ่งมาจากคำว่า "พรีควาร์ก" โดยพื้นฐานแล้ว ทฤษฎีพรีออนพยายามทำในสิ่งที่แบบจำลองมาตรฐานทำกับอนุภาคต่างๆ ที่มีมาก่อนหน้านี้ แต่ทำกับแบบจำลองมาตรฐาน แบบจำลองส่วนใหญ่สันนิษฐานว่าเกือบทุกอย่างในแบบจำลองมาตรฐานสามารถอธิบายได้ด้วยอนุภาคพื้นฐานกว่าสามถึงหกอนุภาคและกฎที่ควบคุมปฏิสัมพันธ์ของพวกมัน ความสนใจในพรีออนลดลงนับตั้งแต่แบบจำลองที่ง่ายที่สุดถูกหักล้างด้วยการทดลองในช่วงทศวรรษ 1980

แอคเซลเลอรอนเป็นอนุภาคย่อยอะตอม สมมุติ ที่เชื่อมโยงมวลของนิวตริโน^ที่ เพิ่งค้นพบ เข้ากับพลังงานมืดที่คาดการณ์ไว้ว่าเร่งการขยายตัวของจักรวาล [ ^{21 ]}

ในทฤษฎีนี้ นิวตริโนได้รับอิทธิพลจากแรงใหม่ที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์กับแอคเซลเลอรอน ทำให้เกิดพลังงานมืด พลังงานมืดเกิดขึ้นเมื่อจักรวาลพยายามแยกนิวตริโนออกจากกัน^{[ 21 ]}เชื่อกันว่าแอคเซลเลอรอนมีปฏิสัมพันธ์กับสสารน้อยกว่าปฏิสัมพันธ์กับนิวตริโน^{[ 22 ]}

• เฟย์นแมน, ริชาร์ด ฟิลลิปส์ ; ไวน์เบิร์ก, สตีเวน ; แมคเคนซี, ริชาร์ด; ดัสต์, พอล (1991). อนุภาคพื้นฐานและกฎของฟิสิกส์: การบรรยายอนุสรณ์ดิแรก 1986.เคมบริดจ์ นิวยอร์ก พอร์ตเชสเตอร์ [ฯลฯ]: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์. ISBN 978-0-521-34000-7.
• ฟอร์ด, เคนเนธ ดับเบิลยู. (2004). โลกควอนตัม: ฟิสิกส์ควอนตัมสำหรับทุกคน . ลอนดอน: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด. ISBN 978-0-674-01342-1.
• กรีน, ไบรอัน (1999). จักรวาลอันสง่างาม: ซูเปอร์สตริง มิติที่ซ่อนเร้น และการแสวงหาทฤษฎีขั้นสูงสุด . นิวยอร์ก ลอนดอน: นอร์ตัน. ISBN 978-0-393-05858-1.
• กริบบิน, จอห์น ; กริบบิน, แมรี; กริบบิน, โจนาธาน (1998). Q คือควอนตัม: สารานุกรมฟิสิกส์อนุภาค . นิวยอร์ก, นิวยอร์ก: ฟรีเพรส. ISBN 978-0-684-85578-3.
• Oerter, Robert (2006). ทฤษฎีของเกือบทุกสิ่ง: แบบจำลองมาตรฐาน ชัยชนะที่ไม่ได้รับการยกย่องของฟิสิกส์สมัยใหม่ . นิวยอร์ก, นิวยอร์ก: Pi Press. ISBN 978-0-452-28786-0.
• ชุมม์, บรูซ เอ. (2004). ลึกลงไปเบื้องลึก: ความงดงามอันน่าทึ่งของฟิสิกส์อนุภาค . บัลติมอร์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยจอห์นส์ ฮอปกินส์. ISBN 978-0-8018-7971-5.
• เวลท์แมน, มาร์ตินัส (2003). ข้อเท็จจริงและความลึกลับในฟิสิกส์อนุภาคเบื้องต้น . เวิลด์ ไซเอนซ์ . ISBN 978-981-238-149-1.
• Close, Frank (2004). ฟิสิกส์อนุภาค: บทนำฉบับย่อมาก . อ็อกซ์ฟอร์ด: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด . ISBN 978-0-19-280434-1.
• ไซเดน, อับราฮัม (2005). ฟิสิกส์อนุภาค: บทนำที่ครอบคลุม . แอดดิสัน เวสลีย์ . ISBN 978-0-8053-8736-0.

• เบตตินี, อเลสซานโดร (2008). บทนำสู่ฟิสิกส์อนุภาคเบื้องต้น . เคมบริดจ์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์. ISBN 978-0-521-88021-3.
• คอฟแลน, กาย ดี.; ดอดด์, เจมส์ เอ็ดมันด์ (1994). แนวคิดของฟิสิกส์อนุภาค: บทนำสำหรับนักวิทยาศาสตร์ (ฉบับพิมพ์ซ้ำครั้งที่ 2). เคมบริดจ์: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์. ISBN 978-0-521-38677-7.ตำราเรียนระดับปริญญาตรีสำหรับผู้ที่ไม่ได้เรียนวิชาเอกฟิสิกส์
• Griffiths, David Jeffrey (1987). บทนำเกี่ยวกับอนุภาคพื้นฐาน . นิวยอร์ก ชิเชสเตอร์ บริสเบน [ฯลฯ]: J. Wiley and sons. ISBN 978-0-471-60386-3.
• เคน, กอร์ดอน แอล. (1987). ฟิสิกส์อนุภาคพื้นฐานสมัยใหม่ (ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 2). เรดวูดซิตี, แคลิฟอร์เนีย: แอดดิสัน-เวสลีย์ . ISBN 978-0-201-11749-3.
• เพอร์กินส์, โดนัลด์ เอช. (2000). บทนำสู่ฟิสิกส์พลังงานสูง (ฉบับที่ 4). เคมบริดจ์; นิวยอร์ก: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์. ISBN 978-0-521-62196-0.

แหล่งข้อมูลที่สำคัญที่สุดเกี่ยวกับความรู้เชิงทดลองและทฤษฎีในปัจจุบันเกี่ยวกับฟิสิกส์อนุภาคพื้นฐานคือParticle Data Groupซึ่งสถาบันนานาชาติต่างๆ รวบรวมข้อมูลเชิงทดลองทั้งหมดและให้บทสรุปสั้นๆ เกี่ยวกับความเข้าใจเชิงทฤษฎีร่วมสมัย

• "กลุ่มข้อมูลอนุภาค (หน้าหลัก) "

หน้าอื่นๆ ได้แก่:

• particleadventure.orgเป็นเว็บไซต์แนะนำที่ดีเยี่ยมสำหรับผู้ที่ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญด้านฟิสิกส์ด้วย
• CERNCourier: ฤดูกาลของฮิกส์และละครดราม่าเก็บถาวรเมื่อ 2008-07-23 ที่Wayback Machine
• Interactions.orgข่าวสารเกี่ยวกับฟิสิกส์อนุภาค
• นิตยสาร Symmetryซึ่งเป็นสิ่งพิมพ์ ร่วมของ FermilabและSLAC
• อนุภาคพื้นฐานที่จับต้องได้ : การแสดงภาพแบบโต้ตอบที่ช่วยให้สามารถเปรียบเทียบคุณสมบัติทางกายภาพได้