Физика высоких энергий

Фи́зика высо́ких эне́ргий — раздел физики элементарных частиц, изучающий взаимодействия элементарных частиц и/или ядер атомов при энергиях столкновения, существенно выше, чем массы самих сталкивающихся частиц (см. Эквивалентность массы и энергии).

Коллайдер «Теватрон» и кольца Главного инжектора

Из соотношений неопределённости для ультрарелятивистских частиц следует, что для исследования деталей структуры элементарных частиц с размерами порядка ${\displaystyle \Delta r}$ нужны зондирующие частицы с энергиями ${\displaystyle \Delta E\geqslant {\frac {c\hbar }{\Delta r}}}$ или ${\displaystyle \Delta E\geqslant {\frac {2*10^{-14}}{\Delta r}}}$, где ${\displaystyle E}$ выражена в Гэв, а ${\displaystyle r}$ в см.[1] Энергия частиц для изучения очень мелких деталей растет с уменьшением размера этих деталей. В настоящее время энергии элементарных частиц в ускорителях составляют порядка ${\displaystyle 1000}$ Гэв, что позволяет изучать структуру элементарных частиц с точностью ${\displaystyle 10^{-17}}$ см.[2]

Эксперименты по физике высоких энергий проводятся с помощью ускорителей заряженных частиц и ядерных реакторов. Также источником частиц высоких энергий являются космические лучи. В неускорительных экспериментах с космическими лучами изучают, в основном, свойства нейтрино и поведение частиц при сверхвысоких энергиях (широкие космические ливни).