物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的探索永遠(yuǎn)是物理學(xué)的前沿，是帶動各學(xué)科發(fā)展的最重要的研究方向。粒子物理有許多未解決的問題需要研究。例如粒子質(zhì)量起源，超對稱有沒有？暗物質(zhì)、暗能量是什麼？等等。從實驗的角度講，粒子物理的發(fā)展可分為依賴于加速器的研究和不依賴加速器的研究。
依賴于加速器的粒子物理
——加速器向高能量發(fā)展，歐洲大型強(qiáng)子對撞機(jī)LHC（右圖），能量為7TeV + 7TeV的質(zhì)子-質(zhì)子對撞機(jī)（1 TeV=1000GeV），預(yù)計2008年開始運(yùn)行。主要任務(wù)是尋找和粒子質(zhì)量起源有關(guān)的西格斯（Higgs）粒子和超對稱伴子。所謂超對稱是指費(fèi)米子和玻色子對稱。每個費(fèi)米子都有相應(yīng)的玻色子（超對稱伴子）反之亦然！重的超對稱伴子可能是宇宙空間冷暗物質(zhì)的候選者。
宇宙空間暗物質(zhì)約占23%，主要是冷暗物質(zhì)，重子約占4%，可見物質(zhì)（星、塵）< 1%，另外73%是暗能量（左圖）。最新 實驗表明，宇宙在加速膨脹，并且可能是平坦的。
目前國際上正在討論建造能量更高的正負(fù)電子直線對撞機(jī)ILC，單束能量在500GeV到1TeV，研究的問題和LHC相近。
——加速器向高亮度發(fā)展，有B介子工廠（正負(fù)電子對撞機(jī)）：日本的KEK（3.5GeV + 8GeV）；美國的SLAC（3.1GeV + 9GeV）。這兩個對撞機(jī)可產(chǎn)生大量B介子，用來研究CP不守恒的起源等問題，運(yùn)行以來取得了許多重大研究成果?！?/P>
非加速器粒子物理（不依賴加速器的粒子物理）
中微子振蕩：日本超級神岡用宇宙線在大氣中微子實驗發(fā)現(xiàn)中微子有振蕩，表明nm中微子質(zhì)量不為零。
太陽中微子失蹤的實驗也證實ne中微子質(zhì)量也不為零。世界各國都在建造大型中微子探測器來研究大氣中微子、太陽中微子和核反應(yīng)堆出來的反中微子的振蕩問題。中國的大亞灣反應(yīng)堆中微子實驗就是利用核反應(yīng)堆產(chǎn)生的反中微子來測量中微子混合角θ13。
同時，各國也在建造大型宇宙線探測器，包括幾平方公里到幾百平方公里的大型陣列探測器（例如西藏羊八井探測器），來研究高能宇宙線的廣延大氣簇射和宇宙線起源等問題?！?/P> |
