Przez wiele tysiącleci fizycy zakładali, że atomy są najmniejszym budulcem materii, ale składają się one ze znacznie mniejszych cząstek, cząstek subatomowych.W 1897 roku brytyjski fizyk Joseph John Thomson odkrył pierwszą z tych cząstek: elektron, który orbituje wokół jądra atomu.Pięć lat później Rutherford odkrył jądro atomowe, a po kolejnych siedmiu latach proton, jedną z cząstek tworzących jądro. Druga z nich, neutron, została odkryta w 1932 r. przez Jamesa Chadwicka. W latach trzydziestych austriacki fizyk Wolfgang Pauli założył więc istnienie innej cząstki subatomowej, która odpowiadała za brakującą energię. Nazwał je neutrino. Neutrina powstają głównie w procesach syntezy jądrowej na Słońcu, jak to wyjaśnił w 1982 roku w Lindau niemiecki fizyk i laureat Nagrody Nobla Rudolf Mössbauer: „Taka fuzja protonów, która polega na zamianie protonów w neutrony, może mieć miejsce tylko wtedy, gdy istnieją neutrina.W międzyczasie znane są trzy różne neutrina: elektronowe, mionowe i taonowe.Mają one tak słabe oddziaływanie z materią i tak małą masę, że mogą wszędzie przelatywać z prędkością światła.W każdej sekundzie dociera do Ziemi ze Słońca 60 miliardów neutrin na centymetr kwadratowy.Jednak tego strumienia słonecznego nie da się zmierzyć w całości. Mößbauer ma na to wyjaśnienie: być może neutrina, które docierają do nas ze Słońca, ulegają oscylacjom, przekształcają się w inne rodzaje neutrin, na przykład słoneczne elektroneutrina przekształcają się w neutrina mionowe i taonowe, a następnie wszystko się miesza. Dlatego tylko jedna trzecia strumienia neutrin ze Słońca może być jeszcze wykryta.Inne fundamentalne pytanie na początku ubiegłego wieku wciąż pozostawało bez odpowiedzi: co trzyma jądro atomowe razem w środku? Silna siła jądrowa i cząstka mezon – założona przez fizyka teoretycznego Yukawę w latach 30. Co to jest mezon, został wyjaśniony przez amerykańskiego Muraya Gell-Manna w 1964 roku z jego modelu kwarku, za co otrzymał Nagrodę Nobla w 1969 roku.Według tego modelu, istnieją trzy podstawowe cząstki kwarkowe: Kwark górny, dolny i dziwny oraz ich antycząstki.Mezon składa się z kwarka i antykwarka. Wraz z odkryciem promieniowania kosmicznego przez Austriaka Victora Franza Hessa w latach 20-tych XX wieku, znaleziono kolejną cząstkę elementarną: mion.Nieco później, w pierwszych eksperymentach z akceleratorami cząstek, fizycy znaleźli ponad 100 nowych cząstek subatomowych.Wszystkie one podlegają tym samym wzorom okresowym. W tym miejscu wymienione są elementy składowe materii, ich masy i siły, które utrzymują je razem, jest to rodzaj fizycznego układu okresowego pierwiastków. Ale skąd cząstki biorą swoją masę? Symetrie tego modelu na to nie pozwalają. Dlatego istnieje nowa teoria, jak wyjaśnił amerykański laureat Nagrody Nobla z fizyki David Gross w Lindau w 2008 roku.Ważnym aspektem modelu standardowego jest mechanizm łamania symetrii, lokalnej symetrii, która leży u podstaw oddziaływań słabych.Istnieje podejście, istnieje teoria, jak ta symetria jest łamana, zwana mechanizmem Higgsa, która przewiduje w najprostszej wersji, cząstkę, bardzo charakterystyczną cząstkę, która nie została jeszcze zaobserwowana.Mechanizm Higgsa został nazwany na cześć brytyjskiego fizyka Petera Higgsa. Zgodnie z jego teorią istnieje pole, które nadaje materii masę. Znalezienie cząstki, która do niego należy, bozonu Higgsa, jest niezbędne, jak podkreślił holenderski fizyk i laureat Nagrody Nobla Martinus Veltman w Lindau w 2010 r. Model Standardowy jest skomplikowanym modelem, w którym Higgs odgrywa pewną rolę i musi tam być. Tyle można wywnioskować na pewno.Ale z drugiej strony wspólny model standardowy jest skomplikowany, ponieważ istnieje wiele cząstek o masach, o których nie mamy pojęcia, dlaczego mają taką właśnie wartość, z siłami w pewnej równowadze, ale dlaczego, tego nie wiemy.W Wielkim Zderzaczu Hadronów w Europejskim Ośrodku Badań Jądrowych CERN niedaleko Genewy naukowcy poszukują tak zwanej cząstki Boga.Najpotężniejszy na świecie akcelerator cząstek to pierścień nadprzewodzących magnesów o długości prawie 27 kilometrów.Na długo przed powstaniem LHC laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki Werner Heisenberg z zadowoleniem przyjął w 1971 r. w Lindau taki wspólny projekt europejski: „Duży projekt naukowy, którego znaczenie jest uznawane przez wszystkich, ale który ze względu na wysokie koszty nie może być dłużej ponoszony tylko przez jedno państwo europejskie, stanowi, że tak powiem, idealny przypadek takiej wspólnej pracy. W CERN-ie międzynarodowi naukowcy znaleźli pierwsze dowody na istnienie bozonu Higgsa. Mają nadzieję, że wkrótce będą w stanie odpowiedzieć na pytanie o pochodzenie masy wszystkich cząstek elementarnych.

Tylko wtedy standardowy model fizyki będzie kompletny, a oddziaływanie podstawowych składników materii wyjaśnione.