La física ha demostrado que los fenómenos diarios que experimentados son gobernados por los principios universales que se aplican a escalas de tiempo y distancia más allá de la experiencia normal humana. La física de partículas es una vía de investigación científica de estos principios. ¿Qué reglas gobiernan la energía, la materia, el espacio y el tiempo a los niveles más elementales? ¿Cómo están conectados los fenómenos a las escalas más pequeñas y grandes de tiempo y distancia?
Para contestar estas preguntas, la física de partículas busca aislar, crear e identificar interacciones elementales de los constituyentes básicos del Universo. Un enfoque es la creación de un rayo de partículas elementales en un acelerador y el estudio del comportamiento de esas partícula (Por ejemplo, cuando chocan con una pieza de un material determinado o cuando colisionan con otro rayo de partículas). Otros experimentos explotan las partículas de origen natural, incluyendo esas creadas por el Sol o como resultado de rayos cósmicos impactando en la atmósfera de la Tierra. Algunos experimentos involucran el estudio de materiales ordinarios en grandes cantidades para percibir fenómenos raros o buscar fenómenos ya observados. Todos esos experimentos confían en detectores sofisticados que emplean un amplio rango de tecnologías avanzadas para medir y registrar las propiedades de las partículas.
Los físicos de partículas también utilizan los resultados de los telescopios terrestres y espaciales para estudiar las partículas elementales y las fuerzas que gobiernan sus interacciones. Esta categoría de experimentos resalta el incremento importante de la intersección de física de partículas, astronomía, astrofísica y cosmología. En general, la enorme infraestructura centralizada, tal como los aceleradores de partículas, telescopios y detectores, interpretan un papel crucial que hace posible la física de partículas. Trabajando juntos, en grandes equipos, los físicos de partículas construyen y operan esas complejas instalaciones y comparten los resultados. No todos los experimentos son grandes, sin embargo, el progreso en la física de partículas depende de los esfuerzos combinados de ambos tipos de proyectos, grandes y pequeños.
