千年以来，人类一直思索着两个最基本的问题：世界是由什么构成的？又是什么把物质紧紧地束缚在一起？我们之所以不断地在思考着两个问题，是因为答案不仅跟我们息息相关，也是理解塑造宇宙背后的定律的关键。粒子物理学正是这样一门学科，它研究的是构成万物的基本粒子，以及这些粒子之间是如何相互作用的。在科学史上，粒子物理学的研究涉及了最大、最复杂、最精密的实验。
从实际应用的角度来看，粒子物理学也被应用在了方方面面——从固体物理到医学诊断再到分布式计算。
粒子物理学不仅改变了我们对宇宙的认识，同时它也在其它科学领域、教育、生活质量上都做出了重大的贡献。现在，我们通过下面的十个问题，来一场粒子物理学的探索之旅吧！
1. 刚才提到了基本粒子，这边的“基本”有什么特别含义吗？当我们说“基本粒子”的时候是指不能再由更小的粒子构成的粒子。而基本粒子又分为两类：费米子（Fermion）和玻色子（Boson）。在日常生活中，我们看见的所有东西，包括我们自己，都是由原子组成的。两千多年前，德谟克利特就提出物质是由不可分割的原子组成的。但是直到1897年，汤姆逊发现了电子后，才提出了第一个现代原子模型。
2. 上面提到了基本力，能不能多解释一点？有时看到文章说基本力，有时又看到说基本相互作用，这两则之间有区别吗？物理学家经过过去一个世纪的努力，已经搞清楚了自然界中共有四个基本力，所有的力都可以被归纳为这四种基本力。例如，日常生活中我们熟悉的摩擦力、磁力、引力、原子核衰变等等都是由这四种基本力之一所引起的。
3. 物理学家用什么工具来探索这些粒子？为了探索这些粒子，我们面临了两个问题：我们不能够用光来探索这些粒子的结构，因为光的波长太长了。如何产生那些物理学家想要研究的大质量的粒子？为了解决这两个问题，物理学家就需要粒子加速器。
4. 目前世界上最大的粒子加速器是哪个？在加速器中要怎么探测各种各样的粒子？欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）是世界上最强大的粒子加速器。它将两束质子加速至非常高的能量，绕着周长27公里的环形轨道不断加速，并将它们进行对撞。对撞并不是发生在任意的地方，而是固定的对撞点，它们被探测器包围着。
5. 还有其它类型的加速器吗？LHC是环形加速器，美国的相对论重离子对撞机（RHIC）也是另一个比较有名的。但除了环形加速器，还有其它种类的加速器，比如直线加速器。
6. 还有其它研究粒子的方法吗？当然，除了在加速器自己去创造粒子，还有许多的粒子来自外太空的天文现象，比如爆炸中的恒星或黑洞等等。例如，太阳除了辐射出光以外，还辐射了大量的中微子。
7. 我想知道描述这些粒子背后的理论是什么样的？到目前为止，你看到的都是一些基本粒子，它们都很容易记住。这些基本粒子又可以组成许多的复合粒子，比如中子和质子以及上百种其它的粒子。而描述这些粒子以及它们之间的相互作用的理论叫做粒子物理学的标准模型。
8. 2012年的时候，科学家在LHC找到了希格斯玻色子，究竟什么是希格斯玻色子？玻色子意味着它是一种力吗？在1960年代，标准模型慢慢地被拼凑在一起，然而理论物理学家却发现他们无法解释为什么基本粒子会有不同的质量。1964年，三个不同小组分别提出一个解决方案，只要引进一个新的场就可以解决问题了。
9. 粒子物理学的标准模型还有那些未回答的问题？有很多，例如：什么是暗物质？等级问题：为什么引力比其它的基本力弱很多？寻找无中微子双β衰变：中微子是自己的反粒子吗？强-CP问题：为什么只有弱核力违反宇称守恒，而跟它相似的强核力却不违反？重子不对称：理论上，在宇宙大爆炸的时候应该产生同样多的物质和反物质，但为什么今天我们看到的宇宙主要是由物质构成？质子会衰变吗？等等。
10. 经常看到文章说“新物理”是指什么？“新物理”通常是指超越标准模型的理论，这些理论除了要复制标准模型的成功，还必须解释标准模型不能回答的问题。