Елементарними частинками називаються такі частинки, які не мають внутрішньої структури, що є простим з`єднанням інших стабільних частинок.
При взаємодії з іншими частинками і полями елементарна частинка веде себе як одне ціле. Елементарні частинки можуть перетворюватись одна в одну.
В області енергій, менших від 
, де 
– маса спокою частинки, структура елементарних частинок не впливає на взаємодії між ними та іншими частинками і полями. В цих випадках елементарні частинки розглядаються як безструктурні матеріальні точки, що мають ряд властивостей: масу спокою, електричний заряд, спін та ін.
Із співвідношень невизначеностей виходить, що для вивчення структури елементарних частинок необхідно досліджувати процеси, що відбуваються на досить малих відстанях 
, яким відповідає невизначеність імпульсу 
. Чим менші відстані , зв’язані зі структурою елементарних частинок, тим більшим повинен бути імпульс P частинок, він не може бути меншим, ніж 
. Отже, з’ясування структури елементарних частинок можливе лише в галузі фізики високих енергій.
На основі великого експериментального матеріалу встановлено, що кожна частинка має свою античастинку, яка має таку саму масу і спін, але відрізняється протилежним значенням іншої її характеристики. Крім електричного заряду, введені лептонні 
і баріонні заряди, які властиві певним категоріям елементарних частинок.
Елементарні частинки діляться на такі групи:
Фотони
Вони не мають електричного заряду і маси спокою. Їх основні характеристики: енергія 
і спін, який дорівнює одиниці. Фотони оптичного випромінювання мають малі енергії – декілька еВ; вони появляються при переходах атомів і молекул із збуджених станів в стани з меншою енергією. Гамма-фотони появляються в результаті аналогічних процесів, що відбуваються всередині атомних ядер. При гальмуванні електронів високих енергій можуть бути отримані фотони дуже великих енергій – до 1000 МеВ, що майже у 2000 разів перевищує власну енергію електрона. У зворотному процесі, коли фотон „гальмується” при прямому ударі об ядро, відбувається утворення пари електрон-позитрон
.
При цьому енергія фотона, що зникає, повинна бути не менша, ніж сума власних енергій частинок, що появилися, тобто 
.
Лептони
До них належать 4 пари елементарних частинок:
а) пара електронних нейтрино 
і антинейтрино 
;
б) пара мюонних нейтрино 
і антинейтрино 
;
в) пара електрон 
і позитрон 
;
г) пара мю-мезонів (мюонів) - позитивний 
і негативний 
.
Усі чотири різновидності нейтрино не мають електричного заряду і маси спокою; рухаються з швидкістю світла. На відміну від фотонів вони мають спін, який дорівнює 1/2. Електронні нейтрино появляються в процесах розпаду разом з електроном (антинейтрино) або з позитроном (нейтрино):
, 
.
Мюонні нейтрино появляються в процесі розпаду мю-мезонів:
; 
.
Існування мюонних нейтрино було виявлено при бомбардуванні потоком нейтрино високих енергій (більше 
) алюмінієвої мішені. Були виявлені реакції утворення мюонів 
.
Електрон і позитрон мають однакові маси і спін, але протилежні електричні 
і лептонні 
заряди. Внаслідок цього вони здатні до „анігіляції”, тобто до ”зникнення”, з утворенням двох або трьох фотонів.
Мюони мають електричні і одиничні лептонні заряди; їх спін дорівнює 1/2. Маса спокою мюонів 
. Середній час існування мюона 
с.
Мезони
До них належать 
- мезони (піони), K - мезони (каони). Загальна їх характеритика – це відсутність спіна. - мезони відіграють важливу роль в ядерних взаємодіях нуклонів і у визначенні магнітних моментів. Існують:
а) нейтральні 
- мезони; їх маса 
(
– маса спокою електрона). Вони мають малий час життя 
і перетворюються переважно у два фотони 
.
б) заряджені 
- мезони; їх маса 
, середній час життя - 
, вони перетворюються за схемою
; 
.
Піони в остаточному рахунку перетворюються на дві пари лептонів, які мають протилежні лептонні заряди:
,
.
На цьому прикладі ілюструється важливий закон фізики елементарних частинок: алгебраїчна сума довільних зарядів (в даному випадку - електричних і лептонних) у всіх реакціях зберігається сталою. Піони не мають лептонного заряду, тому сума лептонного заряду електрона (+1) і електронного антинейтрино, а також мюонних нейтрино (+1) і антинейтрино (-1) дорівнює нулю. Парне число продуктів розпаду необхідно і для одержання сумарного спіну, оскільки спін вихідної частинки – піона – дорівнює одиниці.
K - мезони відрізняються від піонів більшою масою. Нейтральні 
і 
мають масу 
, заряджені 
i 
мають масу 
.
Середній час життя і схеми перетворення наведені нижче:
| , с
| ||
| 
| ® 
|
| 
|  ® 
|
| 
| ® 
® 
® 
® 
® 
|
Баріони
До них належать: пара стабільних частинок – протон+антипротон, пара – нейтрон + антинейтрон і три типи гіперонів, які називаються лямбда-, сігма - і ксі-гіперонами (кожен з них має відповідну античастинку). Заряди q, маси m, час інтенсивності і схеми перетворень гіперонів наведені нижче: 
| q | m | 
| ||
| Лямбда | 0 | 2183
| 
| 
|
| Сігма-нуль | 0 | 2331,8
| 
| 
|
| Cігма-плюс | +e | 2327,7
| 
| 
|
| Cігма-мінус | –e | 2340,5
| 
| 
|
| Ксі-нуль | 0 | 2565
|
| 
|
| Ксі-мінус | –e | 2580
|
| 
|
Всі баріони мають спін, який дорівнює половині. Баріонам приписується баріонний заряд (частинкам +1, а анти частинкам -1), який теж підпорядкований закону збереження. Дію цього закону разом із дією закону збереження спіна і електричного заряду можна простежити у процесах перетворення, народження і анігіляції пар баріонів, наприклад:
Крім перерахованих вище частинок, виявлено численні сильно взаємодіючі короткоживучі частинки, які отримали назву резонансів. Ці частинки являють собою резонансні стани, утворені двома або більшою кількістю елементарних частинок. Час життя резонансів становить лише 
.
ІВАНЕНКО ДМИТРО ДМИТРОВИЧ
(нар.1904 р.)
Розвивав нелінійну єдину теорію, яка враховує кварки і субкварки.
БОГОЛЮБОВ МИКОЛА МИКОЛАЙОВИЧ
(1909-1992)
Розвинув математичний апарат теорії елементарних частинок. Довів, що висновок про дробові значення основних квантових чисел кварків взагалі не є обов’язковим, бо в принципі унітарну систематику можна побудувати так, що квантові числа кварків залишаються цілочисельними, якщо припустити існування трьох різних типів кварків.
АХІЄЗЕР ОЛЕКСАНДР ІЛЛІЧ
(1911-2000)
Виконав великий цикл робіт по електродинаміці адронів. Сформулював правило еквідистантності для різних електромагнітних характеристик адронів.
Разом з М.Т.Фекало узагальнив модель кварків на електромагнітні процеси з участю адронів. Встановив кваркову структуру фотону, яка дозволила розвинути теорію комптонівського розсіяння фотонів нуклонами і ядрами.
