Com toda esta tecnologia, o que aprendemos sobre a estrutura da matéria? Quando os físicos começaram a usar os aceleradores nos anos 50 e 60, descobriram centenas de partículas menores do que as três bem conhecidas partículas subatômicas: prótons, nêutrons e elétrons. À medida em que aceleradores maiores eram construídos (aqueles que podiam fornecer feixes com energias mais altas), mais partículas iam sendo descobertas. A maioria destas partículas existem por apenas frações (menos de um bilionésimo) de segundo, e algumas delas combinam-se para formar partículas compostas mais estáveis. Algumas partículas estão envolvidas nas forças que mantêm o núcleo do átomo unido e outras não. Examinando esta complicada figura, um modelo padrão do átomo surgiu.

Foto cedida pelo Fermilab
O modelo padrão do átomo


Interações
Há quatro forças ou interações fundamentais:
  • forte - mantém o núcleo do átomo unido
  • fraca - envolvida no decaimento radioativo
  • eletromagnetismo - interações entre as partículas carregadas (eletricidade e magnetismo)
  • gravidade - força atrativa baseada na massa e distância

De acordo com este modelo, a matéria pode ser dividida nos seguintes blocos:
  • férmions - partículas subatômicas que torna conhecida a matéria e a antimatéria
    • matéria
      • léptons - partículas elementares que não ajudam a manter o núcleo unido (exemplos: elétron, neutrino)
      • quarks - partículas elementares que ajudam a manter o núcleo unido
    • antimatéria - antipartículas dos quarks e léptons (antiquarks, antiléptons)
  • hádrons - partículas compostas (exemplos: próton, nêutron)
  • bósons - partículas que carregam forças (quatro tipos conhecidos)