Durante muitos milénios, os físicos assumiram que os átomos são os menores blocos de construção de matéria, mas são constituídos por partículas muito mais pequenas, partículas subatómicas. Em 1897, o físico britânico Joseph John Thomson descobriu a primeira destas partículas: o electrão, que orbita em torno do núcleo do átomo.Cinco anos depois, Rutherford descobriu o núcleo atômico e, após mais sete anos, o próton, uma das partículas que compõem o núcleo. A segunda, o nêutron, foi descoberta em 1932 por James Chadwick. Na década de 1930, o físico austríaco Wolfgang Pauli assumiu, portanto, a existência de outra partícula subatômica que era responsável pela energia em falta. Ele chamou-lhe um neutrino. Os neutrinos são criados principalmente em processos de fusão nuclear ao sol, como explicou o físico alemão e Prêmio Nobel Rudolf Mössbauer em Lindau, em 1982: “Tal fusão de prótons, que envolve uma conversão de prótons em nêutrons, só pode ocorrer se houver neutrinos.Entretanto, são conhecidos três neutrinos diferentes: o electrão, o múon e o tau neutrino, que têm uma interacção tão fraca com a matéria e uma massa tão baixa que podem voar por todo o lado à velocidade da luz. A cada segundo, 60 mil milhões de neutrinos por centímetro quadrado chegam à Terra a partir do Sol, mas este fluxo solar não pode ser medido completamente. Mößbauer tem uma explicação para isto: pode ser que os neutrinos que nos chegam do sol sofram oscilações, que se transformem em outros tipos de neutrinos, que os electroneutrinos do sol se transformem em neutrinos muon e neutrinos Tauern, por exemplo, e que tudo se misture. É por isso que apenas um terço da corrente de neutrinos do sol ainda pode ser detectado.Outra questão fundamental ainda não foi respondida no início do século passado: o que mantém o núcleo atômico unido no seu interior? Uma forte força nuclear e a partícula de méson – assumida pelo físico teórico Yukawa nos anos 30. O que é um méson, foi esclarecido pelo americano Muray Gell-Mann em 1964 com o seu modelo quark, pelo qual recebeu o Prêmio Nobel em 1969. Segundo este modelo, existem três partículas quark fundamentais: A quark para cima, para baixo e estranhas quark e suas anti-partículas. Um meson consiste em uma quark e uma anti-quark. Com a descoberta da radiação cósmica pelo austríaco Victor Franz Hess nos anos 20, outra partícula elementar foi encontrada: o muon. Um pouco mais tarde, os físicos encontraram mais de 100 novas partículas subatômicas nas primeiras experiências com aceleradores de partículas, todas elas sujeitas aos mesmos padrões periódicos. É aqui que são listados os blocos de construção da matéria, suas massas e as forças que os mantêm juntos, uma espécie de tabela periódica física dos elementos. Mas de onde é que as partículas obtêm a sua massa? as simetrias deste modelo não o permitem. Um aspecto importante do modelo padrão é o mecanismo de quebra da simetria, a simetria local que está subjacente às interacções fracas. Há uma abordagem, há uma teoria de como essa simetria é quebrada, chamada mecanismo Higgs que prevê na versão mais simples, uma partícula, uma partícula muito distintiva que ainda não foi observada. O mecanismo Higgs tem o nome do físico britânico Peter Higgs. De acordo com a sua teoria, há um campo que dá massa de matéria. Encontrar a partícula que lhe pertence, o Higgs Boson, é essencial, como o físico holandês e Prémio Nobel Martinus Veltman sublinhou em Lindau em 2010. Mas, por outro lado, o modelo padrão comum é complicado, pois há muitas partículas com massas das quais não se tem a menor ideia por estarem nesse valor particular, com forças em algum equilíbrio, mas por que não sabemos. Com o Grande Colisor de Hadrões no Centro Europeu de Pesquisa Nuclear CERN, perto de Genebra, os cientistas estão à procura da chamada partícula de Deus.Muito antes da construção do LHC, o Prémio Nobel da Física, Werner Heisenberg, acolheu em 1971, em Lindau, um projecto conjunto europeu deste tipo: “Um grande projecto científico, cuja importância é reconhecida por todos, mas que já não pode ser suportado apenas por um único país europeu devido aos elevados custos, representa, por assim dizer, um caso ideal de tal trabalho conjunto. No CERN, cientistas internacionais encontraram agora as primeiras provas da existência do Bóson de Higgs. Eles esperam poder responder em breve à questão da origem da massa de todas as partículas elementares.

Só então o modelo padrão da física estará completo e a interação dos blocos básicos de construção da matéria esclarecida.