W fizyce pojęcie cząstka elementarna oznacza cząstki, będące podstawowym budulcem, czyli nie posiadające wewnętrznej struktury. Z cząstek elementarnych zbudowane są wszystkie inne cząstki.
Na przykład, atomy zbudowane są z mniejszych cząstek takich jak elektrony, protony i neutrony. Protony i neutrony są również cząstkami złożonymi z innych, bardziej podstawowych cząstek – kwarków. Najważniejszym problemem w fizyce cząstek jest znalezienie czegoś, co można uznać za cząstki fundamentalne, z których, jak z budulca, złożone byłyby wszystkie inne cząstki "elementarne", a które same nie byłyby już złożone z niczego innego.
Pojęcie "cząstka elementarna" wprowadzono w latach 30. XX wieku – oznaczało ono wówczas protony, neutrony, elektrony i fotony. Obecnie znaczenie pojęcia definiuje Model Standardowy fizyki cząstek.
Model Standardowy obejmuje 12 rodzajów fermionów ("cząstek materii", bo z nich zbudowana ma być materia) i 12 rodzajów bozonów ("cząstek promieniowania", odpowiedzialnych za przenoszenie oddziaływań między innymi cząstkami). Należy uwzględnić również odpowiednie antycząstki. Obecnie zaczyna panować przekonanie, że Model Standardowy jest teorią tymczasową i trwają intensywne prace nad znalezieniem teorii bardziej podstawowej – być może cząstki uważane za "elementarne" przez Model Standardowy, w nowej teorii okażą się cząstkami złożonymi; fizycy mają też nadzieję, że będzie ona zawierała cząstki nie ujęte w Modelu Standardowym. Chodzi tu przede wszystkim o hipotetyczne grawitony, które miałyby być odpowiedzialne za przenoszenie oddziaływań grawitacyjnych. Ogólna teoria miałaby łączyć wreszcie wszystkie cztery typy podstawowych oddziaływań w przyrodzie.
Dwanaście rodzajów fermionów podzielonych jest na trzy rodziny, po cztery cząstki w każdej. Sześć z nich to kwarki, pozostałe sześć to leptony. Trzy z leptonów są neutrinami (obojętnymi elektrycznie), dalsze trzy mają ładunek elektryczny -1: elektron, mion i taon.
rodzina I rodzina II rodzina III ładunek elektryczny
 style="border:1px #000000 solid;" width="100%"

elektron|elektron (e)
neutrino|neutrino elektronowe (νe)
|
 style="border:1px #000000 solid;" width="100%"

|-

| mion|mion (μ) 
|- |- | neutrino|neutrino mionowe (νμ)
|-
|
 style="border:1px #000000 solid;" width="100%"

|-

| taon|taon (τ) 
|- |- | neutrino|neutrino taonowe (ντ)
|-
|

|-

| -1

|-

| 0

|-



|leptony |- style="border:1px #000000 solid;" |
 style="border:1px #000000 solid;"  width="100%"

|-

| kwark górny|kwark górny (u) 
|- |- | kwark dolny|kwark dolny (d)
|-
|
 style="border:1px #000000 solid;"  width="100%"

|-

| kwark powabny|kwark powabny (c) 
|- |- | kwark dziwny|kwark dziwny (s)
|-
|
 style="border:1px #000000 solid;"  width="100%"

|-

| kwark szczytowy|kwark szczytowy (t) 
|- |- | kwark spodni|kwark spodni (b)
|-

|

|-

| +2/3

|-

| -1/3

|-



|kwarki |-
Oprócz tego należy uwzględnić dwanaście rodzajów antycząstek do wymienionych tu fermionów. Antycząstką elektronu jest pozyton (e+) o ładunku +1, dodatni mion μ+ jest antycząstką mionu, zaś dodatni taon τ+ antycząstką taonu. Antykwarkami są: antykwark górny \[ \bar{u} \], antykwark dolny \[ \bar{d} \], antykwark powabny \[ \bar{c} \], antykwark dziwny \[ \bar{s} \], antykwark wysoki \[ \bar{t} \] i antykwark niski \[ \bar{b} \]. Antyneutrina to antyneutrino elektronowe \[ \bar{\nu}_e \], antyneutrino mionowe \[ \bar{\nu}_\mu \] i antyneutrino taonowe \[ \bar{\nu}_\tau \].
Jak dotąd nigdy nie zaobserwowano kwarków i antykwarków w stanie wolnym, tzn. nie połączonych w inne cząstki. Kwark może łączyć się z antykwarkiem, tworząc mezon: kwarki charakteryzują się "kolorem" – odpowiedni antykwark obdarzony jest wówczas "antykolorem". Kolor i antykolor znoszą się wzajemnie, dając w wyniku kolor czarny, co oznacza brak koloru (to trudne do uwierzenia, ale taka jest terminologia). Kwarki mogą też łączyć się z innymi kwarkami w grupy po trzy, tworząc bariony: kwark "czerwony" łączy się z "zielonym" i "niebieskim". Ich kolory znów znoszą się dając kolor biały, czyli znów brak ładunku koloru. Trzy antykwarki, "antyczerwony", "antyzielony" i "antyniebieski" w połączeniu dają antybarion o kolorze "antybiałym", co oznacza, że antybarion również nie przejawia ładunku koloru. Kolor i antykolor są jedynie cechami kwarków i antykwarków i nie mogą istnieć oddzielnie od nich.
Same kwarki mogą przenosić ładunek elektryczny, który jest ułamkową częścią ładunku elementarnego, ale jak dotąd w przyrodzie nie został on zaobserwowany - Model Standardowy przewiduje, że kwarki łączą się w taki sposób, że wypadkowy ładunek powstałej cząstki jest całkowitą krotnością ładunku elementarnego. Ładunek przenoszony przez kwarki może być równy +2/3 lub -1/3 ładunku elementarnego, antykwarki przenoszą wówczas ładunek -2/3 lub +1/3.
Z 12 rodzajów bozonów 8 to tak zwane gluony. Są to cząstki obojętne cząstki o masie spoczynkowej zero, obdarzone jednocześnie kolorem i antykolorem. Gluony są podobne do mezonów, jednak są kolejnym rodzajem cząstek fundamentalnych - nie są zbudowane z kwarków, ani nie są kwarkami. W przypadku gluonów kolor i antykolor nie znoszą się wzajemnie: istnieją gluony niosące kolor "czerwony"/"antyzielony", co w przypadku mezonów nie jest możliwe. Gluony są odpowiedzialne za przenoszenie oddziaływań silnych.
Z pozostałych bozonów fundamentalnych trzy są bozonami pośredniczącymi. Są to wuony (W+, W-) i zeton (Z0), odpowiedzialne za przenoszenie oddziaływań słabych. Ostatnim bozonem fundamentalnym jest foton, który pośredniczy w przenoszeniu oddziaływań elektromagnetycznych. Bozonami, czyli cząstkami o spinie całkowitym, są również mezony. Jako złożone z kwarków nie są jednak bozonami fundamentalnymi.
Według teorii superstrun, każda cząstka fundamentalna jest przejawem innego rodzaju drgań superstruny (struny drgają bezustannie w sposób podobny jak fale stojące: cząstki miałyby być obrazem drgań analogicznie jak orbitale atomowe w modelu atomu Bohra są węzłami fali stojącej według teorii fal materii). Wszystkie struny są takie same, różne są jedynie sposoby ich wibracji. Masywniejsze cząstki odpowiadają drganiom strun o większej energii. W teorii superstrun jednakże cząstki nie zawierają strun – one są strunami.
Jednak teoretycy superstrun przepowiadają istnienie supersymetrycznych cząstek zwanych scząstkami, wśród których znajdowałyby się selektron, smion, staon, sneutrina i skwarki. Scząstki mają większą masę (i energię) niż "zwykłe" cząstki: ich masa jest tak wielka, że współczesne akceleratory nie wytwarzają energii wystarczającej do ich wytworzenia. Naukowcy mają jednak nadzieję, że w okolicach roku 2008 powinno udać się potwierdzić istnienie scząstek. To potwierdziłoby także teorię superstrun.
Teoria superstrun przewiduje również istnienie grawitonów, które powinny być trzynastym fundamentalnym bozonem. Ich istnienie jest szczególnie trudne do wykrycia, ponieważ oddziaływania grawitacyjne są zaniedbywalnie małe w porównaniu z innymi oddziaływaniami. Grawitony miałyby być zamkniętymi strunami.
Publikacja wraz ze zdjęciami jest udostępniona w Encyklopedii "Zgapedia" części portalu zgapa.pl. Treść objęta jest licencją GNU FDL Wolnej Dokumentacji w wersji 1.3 lub dowolnej pózniejszej opublikowanej przez Free Software Foundation i została ona opracowana na podstawie Wikipedii, tutaj możesz znaleźć artykuł źródłowy oraz autorów. Warunki użytkowania Encyklopedii znajdziesz na tej stronie.