何千年もの間、物理学者は原子が物質の最小の構成要素であると仮定してきたが、原子はもっと小さな粒子、素粒子でできていた。1897年、英国の物理学者ジョセフ・ジョン・トムソンはこの粒子の最初のものを発見した：電子は原子核の周りを回っているのだ。5年後、ラザフォードは原子核を発見し、さらに7年後、原子核を構成する粒子の一つである陽子を発見した。 2番目の中性子は1932年にジェームス・チャドウィックによって発見された。 そこで1930年代、オーストリアの物理学者ウォルフガング・パウリは、失われたエネルギーの原因となる別の素粒子の存在を仮定したのである。 彼はそれをニュートリノと呼んだ。 ニュートリノは主に太陽の核融合過程で作られます。ドイツの物理学者でノーベル賞を受賞したルドルフ・メスバウアーが1982年にリンダウで説明したように、「陽子が中性子に変換されるような核融合は、ニュートリノがなければ起こり得ない」のです。一方、電子、ミューオン、タウニュートリノの3種類のニュートリノが知られています。これらのニュートリノは物質との相互作用が非常に弱く、質量が非常に小さいため、光速であらゆるところを飛び回ることができます。 メスバウアーはこれに対して、太陽からやってくるニュートリノが振動を起こし、他の種類のニュートリノに変化し、例えば太陽の電気ニュートリノがミューニュートリノやタウエルンニュートリノに変化し、全体が混ざり合っているという説明ができます。 そのため太陽からのニュートリノの流れのうち1/3だけがまだ検出されることができるのです。原子核を内部で支えているものは何なのか？ 強い核力と中間子という粒子は、1930年代に理論物理学者の湯川によって想定された。中間子とは何かは、1964年にアメリカの村井ゲルマンがクォークモデルで明らかにし、1969年にノーベル賞を受賞した。このモデルによると、クォーク粒子には3つの基本要素があるという。 アップクォーク、ダウンクォーク、ストレンジクォークとその反粒子。中間子はクォークと反クォークからなる。 1920年代にオーストリアのビクター・フランツ・ヘスによって宇宙線が発見されると、ミューオンという別の素粒子が見つかりました。その後、物理学者は粒子加速器を使った最初の実験で100以上の新しい素粒子を見つけました。 ここには、物質の構成要素とその質量、それらを結びつける力が記載されており、物理的な元素の周期表のようなものである。 しかし、粒子はどこから質量を得ているのだろうか？このモデルの対称性はそれを許さない。 標準モデルの重要な側面は、弱い相互作用の根底にある対称性、つまり局所的な対称性の破れのメカニズムです。 彼の理論によると、物質には質量を与える場が存在する。 オランダの物理学者でノーベル賞受賞者のマルティヌス・ヴェルトマンが2010年にリンダウで強調したように、それに属する粒子、ヒッグス粒子を見つけることが不可欠です。標準モデルは、ヒッグスが役割を果たす複雑なモデルで、それが存在しなければならないのです。 ジュネーブに近い欧州原子核研究センター（CERN）の大型ハドロン衝突型加速器で、科学者はいわゆる神の粒子を探しています。世界最強の粒子加速器は、ほぼ27キロメートルに及ぶ超伝導磁石のリングです。LHCが建設されるずっと前の1971年、ノーベル物理学賞受賞者のヴェルナー・ハイゼンベルクは、リンダウでこのような欧州共同プロジェクトを歓迎した。「その重要性は誰もが認めているが、高コストゆえにもはや欧州一国だけでは負担しきれない大規模科学プロジェクトは、いわばその共同作業の理想例と言える。 CERN（欧州合同素粒子原子核研究機構）で、国際的な科学者がヒッグス粒子の存在を証明する最初の証拠を発見したのです。 そうして初めて、物理学の標準モデルが完成し、物質の基本的な構成要素の相互作用が明らかになるのである。