All'interno del nucleo di un atomo sono protoni e neutroni, circondati da una nube di elettroni di orbitanti. Storicamente, questi sono stati denominati "particelle elementari" come si credeva che essi potrebbero non essere suddivisi in ogni particella più semplice. Con lo sviluppo di acceleratori di particelle nel XX secolo, tuttavia, molte altre particelle subatomiche sono stati scoperti..--così tante che i fisici iniziarono a riferirsi alla lista crescente come un "zoo delle particelle". Successivamente si è scoperto che la maggior parte delle particelle nello "zoo" sono in realtà le combinazioni di un numero relativamente pochi di veramente particelle elementari.
Particelle elementari
Protoni hanno una carica elettrica positiva (+ 1), neutroni non sono carica elettrica e un elettrone ha una carica elettrica negativa (-1). Scienziato Paul Dirac ha predetto nel 1928 che ogni particella elementare ha avuto come contropartita con una carica elettrica opposta. Questi sono stati denominati "anti-particelle." Ciò è stato confermato da Carl Anderson nel 1932 quando ha scoperto la "anti-elettrone", o positroni. È identico a un elettrone ad eccezione del fatto che ha una carica elettrica negativa (-1). Quando un elettrone e un positrone entrano in contatto, esplodono, distruggersi a vicenda.
Nel secolo di mid-20th, sono stati scoperti più di 100 particelle subatomiche. Nel 1964, il fisico statunitense Murray Gell-Mann e il fisico svizzero George Zewig scoperto indipendentemente che queste particelle scoperte di recente non erano in realtà le particelle elementari, ma combinazioni di particelle elementari. Da allora, le particelle subatomiche sono state classificate in gruppi: leptoni, mesoni e barioni, bosoni.
Leptoni
Alcuni leptoni vengono creati nel nucleo ma non rimangono lì, come vengono rapidamente espulsi. Tipi di leptoni sono elettroni, muoni, Tau e tre tipi di neutrini: neutrino dell'elettrone, neutrino muonico e il neutrino tauonico.
Barioni
I barioni sono trovati all'interno del nucleo. I barioni più comuni sono protoni e neutroni (collettivamente chiamati nucleoni). Il numero di protoni (numero atomico) determina l'identità chimica dell'atomo. I barioni sono costituiti da particelle elementari chiamate quark e ci sono sei "sapori" (tipi): su, giù, stranezza, fascino, fondo (o bellezza) e superiore (o verità). I quark hanno carica elettrica frazionaria e ogni quark ha un corrispondente anti-quark che ha la carica elettrica opposta come la sua controparte.
Mesoni
I mesoni sono le particelle che uniscono nucleoni; pioni sono il mesone più comune. Kaoni sono mesoni che decadono rapidamente in particelle più semplici. Kaoni sono unici in quanto kaon particelle e loro corrispondenti anti-particelle non decade nello stesso modo. Questo è chiamato una ripartizione in parità. A causa di questa differenziazione, non c'è più materia nell'universo di anti-materia-che è una buona cosa dato che, proprio come ciò che accade quando gli elettroni e i positroni collidono, equamente bilanciato la materia e l'antimateria sarebbe esplodere e causare l'universo distruggere se stessa.
Bosoni
I bosoni sono conosciuti come "i vettori di forza." Il più noto è il fotone, una particella senza massa che trasmette energia elettromagnetica. Altri bosoni sono stati scoperti nel 1980: W +, W - e Z e altri due sono supposti: gluone e il gravitone. Un bosone avviene quando due particelle interagiscono.