Раздел физики, изучающий поведение материи и энергии в экстремальных масштабах, например, в ускорителях частиц.Физика высоких энергий — это раздел физики, изучающий фундаментальные составляющие материи и силы, действующие между ними на самых малых масштабах и при самых высоких энергиях. Она стремится ответить на вопросы об основных строительных блоках Вселенной, таких как кварки, лептоны и бозоны, и о том, как они взаимодействуют. Эта область также известна как физика элементарных частиц, и она исследует явления, происходящие в экстремальных условиях, часто воссоздавая состояния, подобные тем, что были сразу после Большого взрыва.
Эта область возникла в середине XX века с развитием ускорителей частиц и открытием растущего «зоопарка» адронов. Стандартная модель физики элементарных частиц, разработанная в 1970-х годах, стала краеугольной теорией, впоследствии подтверждённой открытием бозона Хиггса в 2012 году.
Физики высоких энергий используют ускорители частиц для столкновения частиц на скоростях, близких к скорости света. Эти столкновения преобразуют кинетическую энергию в массу, создавая новые, часто короткоживущие частицы. Детекторы, окружающие точки столкновения, регистрируют траектории, энергии и идентичность осколков, что позволяет физикам делать выводы о свойствах образовавшихся частиц и проверять теоретические предсказания.
Методы и технологии, разработанные для физики высоких энергий, такие как детекторы частиц и ускорительная техника, используются в медицинской визуализации (например, ПЭТ-сканирование) и терапии рака (адронная терапия).
Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе, самый мощный ускоритель частиц в мире, работает при энергиях, которые существовали всего через триллионную долю секунды после Большого взрыва.
