De cateva decenii fizicienii au devenit foarte interesati de materie si de tot ceea ce ar putea sa se petreaca in Univers, sau s-a petrecut deja, iar pentru a intelege cat mai bine fenomenele ce au loc, fortele ce se exercita si nu in ultimul rand ca sa clarifice astfel ce s-a intamplat la aparitia Big Bang-ului au dat nastere unei stiinte, care poarta denumirea de fizica particulelor. Aceasta nu este deloc simpla, nu este deloc accesibila si in cele din urma nici macar nu este o stiinta terminata. Si spunem asta deoarece se va devolta continuu, pe masura ce apar noi descoperiri.
Cercetarea oamenilor de stiinta insa se concentreaza pe ciocnirea dintre particule, care se poate petrece in aparate construie, numite acceleratoare de particule. Astfel ca in urma unor astfel de experimente au fost identificate particule de ordinul sutelor care sunt foarte instabile, toate diferite intre ele, deosebindu-se prin masa pe care o au, prin fortele care se exercita, prin sarcina electrica pe care o poseda, prin diverse proprietati precum si „spinul”, si nu in ultimul rand prin fortele fundamentale la care fiecare este supusa.
Particulele cunoscute si interactiunile ce au loc intre ele presupun o explicatie data cu ajutorul fizicii particulelor, aceasta fiind teoria numita modelul standard. Aceasta explica fenomenul care are loc in majoritatea actiunilor si explica proprietatile celor mai mult dintre particule. O exceptie din acestea este gravitonul care nu se potriveste in schema el fiind un exemplu clar cum ca cea mai buna teorie a gravitatiei si anume relativitatea generala este incompatibila cu unele aspecte ale modelului standard. Noi teorii asemeni teoriei corzilor incearca sa faca o unire intre gravitatie si fizica particulelor.
Teoria corzilor este una dintre principalele teorii care incearca de cateva decenii sa unifice cele patru forte fundamentale, ea fiind una dintre teoriile universale, desi impropriu spus, insa este in stare sa ofere o schema de baza a structurii particulelor. Teoria corzilor explica cum fiecare particula elementara este formata dintr-un filament minuscul care vibreaza si este numit coarda. Modurile in care vibreaza ori frecventele dau particulelor proprietati dintre cele mai diverse si chiar daca suna destul de bizar poate, multi fizicieni importanti sunt adepti ai acestei teorii. Corzile vibrante reprezinta o coarda care este inchisa ca o bucla sau deschisa ca un fir de par.
Fisiunea si fuziunea nucleare a luat nastere inca din secolul al XX-lea in momentul in care fizicienii au descoperit ca nucleele atomilor nu sunt imobile, ci se pot scinda ori contopi. In natura, nucleele atomice instabile se pot dezintegra spontan, reusind sa produca energie si particule, ce se masoara prin radioactivitate. In procesul artificial ce are loc prin fisiunea nucleara, nucleele mari sunt scindate in mod intentionat in particule mai mici iar atunci se elibereaza o cantitate enorma de energie. La scara cosmica si mai mult conteaza fuziunea nucleara, aceasta avand loc in momentul in care nucleele atomice se contopesc si creeaza un nucleu si mai mare prin care se emite energie. Fuziunea este cea care face stelele sa straluceasca si tot ea este cea care a dus la formarea tuturor elementelor chimice care sunt mai grele decat beriliul.
Cea mai frecventa fuziune in stele o reprezinta contopirea nucleelor deci a protonilor implicit, de hidrogen, care formeaza astfel nuclee de heliu. In cadrul acestei reactii cat si in cadrul altora, produsii au o masa mai mica fata de suma maselor reactantilor deoarece masa care se pierde este transformata in cantitati imense de energie. Fuziunea in interiorul Soarelui sau in interiorul unor stele mai mici reprezinta procesul principal care produce energie, iar acesta se numeste lantul proton – proton.
