فیزیک ذرات بنیادی یکی از مهم ترین و بزرگ ترین شاخه های فیزیک است که به بررسی رفتار و مشخصات کوچک ترین ذرات عالم و همچنین، برهم کنش های بین آن ها از طریق نیروهای میدانی مربوطه می پردازد. تحقیقات در مورد این ذرات توسط شتاب دهنده های بسیار بزرگ ذرات و همچنین رصد آن ها توسط آشکارسازهای مدرن کیهان شناسی انجام می پذیرد. شناخت قوانین حاکم بر کوچک ترین واحدهای سازنده جهان (ذرات بنیادی) و همچنین فهم نحوه آغاز جهان از اهداف اصلی این علم است. متاسفانه در کشور ما به دلیل تازه بودن این علم و تجهیزات آزمایشگاهی آن که هنوز در مراحل ابتدایی قرار دارد، عوام مردم اطلاعات و شناخت بسیار کمی از این شاخه مهم فیزیک دارند. فیزیک ذرات بنیادی در واقع از سال 1950 و با ساخت اولین شتاب دهنده های ذرات در سرعت های بالا به طور جدی مطرح شد، اما انقلاب بزرگ در این علم هنگامی رخ داد که در سال 1969 میلادی، دانشمندان بزرگی چون گلمن و فاینمن برای اولین بار اثبات کردند که ذرات پروتون و نوترون داخل هسته اتم، خود از ذرات کوچک تری ساخته شده اند و در واقع بنیادی نیستند. ذرات بنیادی قابل مشاهده نیستند و تنها از روی اثری که برجا می گذارند، قابل آشکارسازی و مطالعه هستند. به دلیل این که تقریبا تمامی برهم کنش ها و اتفاقات مربوط به فیزیک ذرات بنیادی در انرژی های بالا رخ می دهد، به این شاخه فیزیک انرژی های بالا نیز گفته می شود. ضرورت مطالعه و آزمایش در زمینه فیزیک ذرات بنیادی، شناخت جهان و مواد تشکیل دهنده آن در ریزترین ساختارها و بالاترین انرژی ها است، همچنین شبیه سازی آغاز جهان و جهان اولیه نیز در این انرژی ها و آزمایشگاه ها از اولویت بالایی برخوردار است. ما در این آموزش قصد داریم تا مقدمات فیزیک ذرات بنیادی را مورد بحث و بررسی قرار دهیم.
