فرع الفيزياء الذي يدرس سلوك المادة والطاقة على المقاييس القصوى، مثل مسرعات الجسيمات.فيزياء الطاقة العالية هي فرع من فروع الفيزياء يدرس المكونات الأساسية للمادة والقوى المؤثرة بينها على أصغر المقاييس وأعلى الطاقات. وتسعى إلى الإجابة عن أسئلة تتعلق بالوحدات البنائية الأساسية للكون، مثل الكواركات واللبتونات والبوزونات، وكيفية تفاعلها. ويُعرف هذا المجال أيضًا بفيزياء الجسيمات، ويستكشف الظواهر التي تحدث في ظروف قصوى، وغالبًا ما يعيد خلق حالات مشابهة لتلك التي كانت بعد الانفجار العظيم مباشرة.
ظهر هذا المجال في منتصف القرن العشرين مع تطوير مسرعات الجسيمات واكتشاف 'حديقة حيوانات' متزايدة من الهادرونات. وأصبح النموذج المعياري لفيزياء الجسيمات، الذي طُور في سبعينيات القرن الماضي، النظرية الأساسية، ثم تأكد لاحقًا باكتشاف بوزون هيغز في عام 2012.
يستخدم فيزيائيو الطاقة العالية مسرعات الجسيمات لتصادم الجسيمات بسرعات قريبة من سرعة الضوء. وتحول هذه التصادمات الطاقة الحركية إلى كتلة، مما ينتج جسيمات جديدة، غالبًا ما تكون قصيرة العمر. وتقوم الكواشف المحيطة بنقاط التصادم بتسجيل المسارات والطاقات وهويات الحطام، مما يسمح للفيزيائيين باستنتاج خصائص الجسيمات المنتجة واختبار التوقعات النظرية.
تُستخدم التقنيات والتكنولوجيات المطورة لفيزياء الطاقة العالية، مثل كواشف الجسيمات وتقنية المسرعات، في التصوير الطبي (مثل التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني) وعلاج السرطان (العلاج بالهادرونات).
مصادم الهادرونات الكبير في سيرن، وهو أقوى مسرع جسيمات في العالم، يعمل بطاقات كانت موجودة بعد تريليون جزء من الثانية فقط من الانفجار العظيم.
