La branche de la physique qui étudie les lois et principes les plus fondamentaux de la nature.La physique fondamentale est la branche de la science qui cherche les lois les plus profondes et les plus générales régissant la nature — les règles à partir desquelles tous les autres phénomènes peuvent, en principe, être dérivés. Elle couvre les plus petites échelles (particules élémentaires), les plus grandes (cosmologie) et les interactions les plus fondamentales (gravité, électromagnétisme et forces nucléaires). L'objectif est une description unifiée et cohérente de la réalité, souvent exprimée sous forme mathématique.
Le domaine s'est cristallisé au début du XXe siècle avec la mécanique quantique et la relativité, et se poursuit aujourd'hui dans des efforts comme le modèle standard de la physique des particules et les tentatives de gravité quantique.
La physique fondamentale fonctionne en proposant des principes minimaux et élégants — tels que la symétrie, les lois de conservation et la localité — et en testant leurs conséquences par l'expérience et l'observation. Des théories comme la mécanique quantique et la relativité générale en sont les piliers actuels ; elles sont validées par des mesures précises et, là où elles entrent en conflit, elles suscitent la recherche de cadres plus profonds.
La physique fondamentale sous-tend des technologies comme le GPS (corrections de relativité), les semi-conducteurs (mécanique quantique) et l'imagerie médicale (physique des particules), même lorsque la recherche elle-même est motivée par la curiosité.
Le modèle standard de la physique des particules, pierre angulaire de la physique fondamentale, tient sur une seule page d'équations tout en prédisant avec une précision extraordinaire le comportement de toutes les particules connues.
