自20世纪30年代以来，数千名物理学家的理论和发现使人们对物质的基本结构有了深刻的认识：宇宙中的一切都是由一些基本粒子构成的，并由四种基本力控制。我们对这些粒子和三种力之间的相互关系的最佳理解被封装在粒子物理的标准模型中。它发展于20世纪70年代初，成功地解释了几乎所有的实验结果，并精确地预测了各种现象。随着时间的推移，标准模型已经成为一个经过验证的物理理论。
物质粒子
我们周围的所有物质都是由基本粒子构成的，这些基本粒子是构成物质的基本单元。这些粒子有两种基本类型：夸克和轻子。每种类型有六个粒子，代或世代是基本粒子的一种分类。最轻和最稳定的粒子构成第一代，而较重和较不稳定的粒子则属于第二代和第三代。宇宙中所有稳定的物质都是由第一代粒子构成的，任何较重的粒子都会迅速衰变为更稳定的粒子。六个夸克分三代，第一代是“上夸克”和“下夸克”，第二代是“粲夸克”和“奇异夸克”，然后是“顶夸克”和“底夸克”。夸克也有三种不同的“色”，它们混合在一起就形成了无色的物体。六个轻子以类似的方式排列在三代之中，即“电子”和“电子中微子”，“μ子”和“μ子中微子”，“τ”和“τ中微子”。电子、μ子和τ都有电荷和相当大的质量，而中微子是电中性的，质量很小。
力和载体粒子
宇宙中有四种基本作用力：强力、弱力、电磁力和引力。他们的工作范围不同，有不同的优势。引力是最弱的，但它有无限的范围。电磁力也有无限的范围，但它比引力强很多倍。弱力和强力只在很短的范围内有效，并且只在亚原子粒子水平上占主导地位。弱力比引力强，但比强力和电磁力弱。正如它的名字所暗示的，强力是四种基本相互作用中最强的。
其中三种基本力来自于力载体粒子的交换，这些粒子属于一个更广泛的群体，称为“玻色子”。物质粒子通过相互交换玻色子来传递离散的能量。每一个基本力都有其相应的玻色子：强力由“胶子”携带，电磁力由“光子”携带，“W和Z玻色子”负责产生弱力。虽然还没有找到，但“引力子”应该是相应的引力携带粒子。
标准模型包括电磁力、强弱力及其所有载流子粒子，并很好地解释了这些力是如何作用于所有物质粒子的。然而，在我们日常生活中最熟悉的力，重力，并不是标准模型的一部分，因为将重力舒适地放入这个框架被证明是一个困难的挑战。用来描述微观世界的量子理论和用来描述宏观世界的广义相对论，都很难融入一个单一的框架。在标准模型的背景下，还没有人能够使这两者在数学上兼容。
但对粒子物理学来说，幸运的是，当涉及到粒子的极小尺度时，重力的影响是如此微弱以至于可以忽略不计。只有当物质大量存在时，例如在行星的尺度上，引力的作用才起主导作用。因此，尽管标准模型不情愿地排除了一种基本力量，它仍然可以很好地工作。
历史和展望
现在还不是物理学家收工的时候。尽管标准模型是目前对亚原子世界的最佳描述，但它并不能解释全部情况。该理论只包含了四种基本力中的三种，忽略了重力。还有一些重要的问题它没有回答，比如“什么是暗物质？”，或者“大爆炸后反物质发生了什么？”，又或者“为什么有三代质量尺度如此不同的夸克和轻子？”等等。还有一种叫做希格斯玻色子的粒子，它是标准模型的基本组成部分。
2012年7月4日，欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）的ATLAS和CMS实验宣布，他们各自在126 GeV左右的质量区观察到了一个新粒子。这个粒子与希格斯玻色子是一致的，但要确定它是否是标准模型预测的希格斯玻色子还需要进一步的工作。标准模型中提出的希格斯玻色子是布吕恩-恩格勒-希格斯机制最简单的表现形式。其他类型的希格斯玻色子是由超越标准模型的其他理论预测的。
2013年10月8日，诺贝尔物理学奖联合授予弗朗索瓦·恩格勒特和彼得·希格斯，因为他们在理论上发现了一种机制，有助于我们理解亚原子粒子质量的起源，且该粒子在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机实验中被发现。
因此，虽然标准模型准确地描述了其领域内的现象，但它仍然是不完整的。也许这只是隐藏在亚原子世界深处或宇宙黑暗角落里的新物理学更大图景的一部分。来自大型强子对撞机实验的新信息将帮助我们找到更多这些丢失的碎片。
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