Бөөмийн физик нь бодис ба цацрагийг бүрдүүлдэг бөөмсийн мөн чанарыг судалдаг физикийн салбар юм. Хэдийгээр бөөмс нь нүцгэн нүдэнд харагдахгүй ч тэдний нөлөө нь орчлон ертөнцөд асар их юм. Энэ талбар нь материйн хамгийн жижиг бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон тэдгээр нь хоорондоо хэрхэн харьцаж байгааг судалдаг. Эдгээр бөөмс болон тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийг ойлгох нь бидэнд орчлон ертөнцийг өргөн хүрээнд ойлгоход тусалдаг.
Бөөмийн физикийн стандарт загвар нь орчлон ертөнцийн мэдэгдэж буй дөрвөн үндсэн хүчний гурвыг нь (цахилгаан соронзон, сул, хүчтэй харилцан үйлчлэл, харин таталцлын хүч биш) тодорхойлсон онол бөгөөд бүх мэдэгдэж буй энгийн бөөмсийг ангилдаг. Энэ нь бөөмсийг фермион ба бозон гэсэн хоёр үндсэн бүлэгт хуваадаг.
Фермионууд нь бодисын барилгын материал юм. Тэд хагас бүхэл тоон ээрэх чадвартай бөгөөд Паули хасах зарчмыг баримталдаг бөгөөд энэ нь хоёр фермион нэгэн зэрэг ижил квант төлөвийг эзлэх боломжгүй гэсэн үг юм. Фермионуудыг лептон ба кварк гэж ангилдаг.
Бозонууд нь хүчийг зөөдөг бөөмс бөгөөд бүхэл эргэлддэг. Тэд Паули гадуурхах зарчимд захирагддаггүй. Стандарт загварт дөрвөн төрлийн бозон байдаг.
Орчлон ертөнцөд бүх бодис, энергийн үйл ажиллагааг зохицуулдаг дөрвөн үндсэн харилцан үйлчлэл байдаг. Стандарт загвар нь эдгээрийн гурвыг амжилттай тайлбарласан:
Дөрөв дэх хүч болох таталцлыг Стандарт загварт хараахан тайлбарлаагүй байна. Үүнийг харьцангуйн ерөнхий онолоор тайлбарладаг бөгөөд гравитон гэгддэг онолын бөөмс зуучилдаг гэж үздэг.
Бөөмийн физикийг судлахын тулд эрдэмтэд бөөмийн хурдасгуур гэж нэрлэгддэг том машинуудыг ашиглан бөөмсийг өндөр энергитэй хурдасгаж, мөргөлдүүлдэг. Эдгээр мөргөлдөөн нь шинэ бөөмсийг үүсгэж, судлаачдад эдгээр бөөмсийн шинж чанарыг судлах боломжийг олгодог.
Швейцарийн Женев хотын ойролцоох CERN-д байрлах Том Адрон Коллайдер (LHC) нь дэлхийн хамгийн том, хамгийн хүчирхэг бөөмсийн хурдасгуур юм. Энэ нь Хиггс бозоныг нээхэд чухал үүрэг гүйцэтгэсэн.
Квант талбайн онол нь бөөмийн физикийн онолын үндэс юм. Энэ нь квант механик ба харьцангуйн тусгай онолыг хослуулсан. QFT нь бөөмсийг тэдгээрийн суурь талбайн өдөөгдсөн төлөв гэж тодорхойлдог. Жишээлбэл, фотон нь цахилгаан соронзон орны өдөөлт, электронууд нь электрон талбайн өдөөлт юм.
Бөөм бүрийн хувьд эсрэг цахилгаан цэнэгтэй эсрэг бөөмс байдаг. Бөөмийн эсрэг бөөмстэй уулзах үед бие биенээ устгаж, гамма цацраг үүсгэдэг. Антиматерийг эмнэлгийн дүрслэлд ашигладаг бөгөөд орчлон ертөнц дэх бодис ба антиматерийн тэнцвэргүй байдлыг ойлгох судалгааны сэдэв юм.
Нейтрино нь маш хөнгөн, төвийг сахисан бөөмс бөгөөд бусад бодисуудтай маш сул харилцан үйлчилдэг. Хэдэн тэрбум нейтрино секунд тутамд бидний дундуур дамждаг бөгөөд ихэнхдээ анзаарагддаггүй. Нейтрино нар болон бусад одон орны эх сурвалжаас гардаг. Эдгээр нь оддын үйл явц, орчлон ертөнцийн бүтцийг ойлгоход чухал ач холбогдолтой.
Бөөмийн физик бол орчлон ертөнцийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг, хүчийг судалдаг сонирхолтой бөгөөд нарийн төвөгтэй салбар юм. LHC гэх мэт бөөмийн хурдасгуур, Стандарт загвар, Квантын талбайн онол зэрэг онолын хүрээг ашиглан туршилт хийснээр эрдэмтэд орчлон ертөнцийн нууцыг, нэг бөөмсийг нээсээр байна.
