Dalelių fizika yra pagrindinių dalelių ir joms vadovaujančių jėgų tyrimas. Kadangi daugelis pagrindinių dalelių atsiranda tik per reliatyvistinius susidūrimus dalelių greitintuvuose, šnekamojoje kalboje vadinamuose „atomų laužytojais“, dalelių fizika taip pat žinoma kaip „didelės energijos fizika“. Fizikai ekstremaliais greičiais daužo daleles nuo 1929 m.
Geriausias dalelių fizikos vaizdas, kurį šiandien turime, vadinamas standartiniu modeliu, kruopščiai sukurtu aštuntajame dešimtmetyje. Tai buvo reakcija į „dalelių zoologijos sodą“, didžiulį neįprastų pagrindinių dalelių gausą, aptiktą per didelės energijos fizikos eksperimentus šeštajame ir šeštajame dešimtmečiuose. Galutinis dalelių skaičius buvo maždaug 1970, įskaitant 1950 fermionus (kvarkus, elektronus, neutrinus ir jų antidaleles), 1960 bozonus (vienas iš jų, gravitonas, dar nepastebėtas) ir vieną sunkiai suvokiamą dalelę, atsakingą už pačios masės savybė, kuri taip pat dar nepastebėta, yra Higso bozonas. Iš esmės fermionai sudaro materiją, o bozonai tarpininkauja medžiagų sąveikai. Šviesa, sklindanti iš kompiuterio ekrano, yra sudaryta iš fotonų, kurie yra bozonai. Jie sąveikauja su fermionais, kurie sudaro jūsų akies obuolį.
Didžiąją dalį mus supančios medžiagos sudaro tik kelios pagrindinės dalelės: viršutiniai kvarkai, apatiniai kvarkai ir elektronai. Taip pat kas sekundę pro mūsų kūnus prasiskverbia 50 trilijonų mažos masės neutrinų, praskrendančių per visą Žemę beveik taip, lyg jos net nebūtų. Neutrinai, kurių pavadinimas reiškia „maža neutrali dalelė“, yra tokie sunkiai suvokiami, kad net nebuvo žinoma, kad jie turėjo masę iki 1998 m. Viena iš naujausių astronomijos sričių yra žinoma kaip neutrinų astronomija, pagal kurią neutrinų srautas iš Saulės ir supernovų. stebimi naudojant didžiulius detektorius.
Nors dalelių zoologijos sode tik kelios dalelės sudaro mums žinomą medžiagą, dalelių fizika suteikia mums puikios įžvalgos apie tikrovės struktūrą, parodydama rečiau pasitaikančius variantus ir kaip jie dera į vieningą šeimą. Galima sakyti, kad dalelių fizika yra atsakinga už branduolinės energijos, branduolinės medicinos ir branduolinių bombų egzistavimą. Dalelių fizika yra laikoma viena iš labiausiai gerbiamų mokslo sričių, nes ji galiausiai sukuria įžvalgas, kurios yra naudingos kitoms sritims, panašiai kaip matematika.