Субатомная частица — частица, намного меньшая, чем атом[1]. Рассматриваются два типа субатомных частиц: фундаментальные частицы, которые согласно современным теориям не состоят из других частиц; и составные частицы[2]. Физика частиц и ядерная физика изучают эти частицы и как они взаимодействуют[3]. Идея частицы подверглась серьёзному переосмыслению, когда эксперименты показали, что свет может вести себя как поток частиц (называемых фотонами), а также проявлять свойства волны. Это привело к появлению концепции корпускулярно-волнового дуализма, отражающей, что «частицы» в квантовом масштабе ведут себя как частицы и волны. Другая концепция, принцип неопределённости, утверждает, что некоторые их свойства, такие как их одновременное положение и импульс, будучи взятыми вместе, не могут быть точно измерены[4]. Позднее было показано, что дуальность волны и частицы применима не только к фотонам, но и к более массивным частицам[5].
Взаимодействия частиц в рамках квантовой теории поля понимаются как создание и уничтожение квантов соответствующих фундаментальных взаимодействий. Это объединяет физику элементарных частиц с теорией поля.
Субатомные частицы являются либо «элементарными», то есть не состоят из множества других частиц, либо «составными» и состоят из более чем одной элементарной частицы, связанной вместе.
Все они были обнаружены экспериментами, последними были истинный кварк (1995), тау-нейтрино (2000) и бозон Хиггса (2012).
Различные расширения Стандартной модели предсказывают существование элементарной частицы гравитона и многих других элементарных частиц, но по состоянию на 2019 год они не были обнаружены.
Почти все составные частицы содержат несколько кварков (антикварков), связанных вместе глюонами (за редким исключением, таким как позитроний и мюоний). Те, которые содержат мало (≤ 5) [анти]кварков, называются адронами. Из-за свойства, известного как удержание цвета, кварки никогда не обнаруживаются по отдельности, но всегда встречаются в адронах, содержащих несколько кварков. Адроны делятся по количеству кварков (включая антикварки) на барионы, содержащие нечётное число кварков (почти всегда 3), наиболее известные из которых это протон и нейтрон; и мезоны, содержащие четное число кварков (почти всегда 2, один кварк и один антикварк), наиболее известными из которых являются пи-мезоны и к-мезоны.