Particle physics

Particle physics is the study of the elementary building blocks of matter and radiation and their interaction. The fundamental particles are summarised by the standard model. This includes leptons (such as the electron), the quarks that make up protons and neutrons, and gauge bosons, which mediate forces between the other particles.

Featured

Latest Research and Reviews

  • Research |

    The decay asymmetry and helicity phase of polarized baryon–antibaryon pairs are measured at the BESIII experiment, testing charge–parity symmetry and revealing a discrepancy of the Λ →  decay asymmetry with respect to the current world average.

    • M. Ablikim
    • , M. N. Achasov
    • , S. Ahmed
    • , M. Albrecht
    • , M. Alekseev
    • , A. Amoroso
    • , F. F. An
    • , Q. An
    • , Y. Bai
    • , O. Bakina
    • , R. Baldini Ferroli
    • , Y. Ban
    • , K. Begzsuren
    • , D. W. Bennett
    • , J. V. Bennett
    • , N. Berger
    • , M. Bertani
    • , D. Bettoni
    • , F. Bianchi
    • , E. Boger
    • , I. Boyko
    • , R. A. Briere
    • , H. Cai
    • , X. Cai
    • , A. Calcaterra
    • , G. F. Cao
    • , S. A. Cetin
    • , J. Chai
    • , J. F. Chang
    • , W. L. Chang
    • , G. Chelkov
    • , G. Chen
    • , H. S. Chen
    • , J. C. Chen
    • , M. L. Chen
    • , P. L. Chen
    • , S. J. Chen
    • , X. R. Chen
    • , Y. B. Chen
    • , W. Cheng
    • , X. K. Chu
    • , G. Cibinetto
    • , F. Cossio
    • , H. L. Dai
    • , J. P. Dai
    • , A. Dbeyssi
    • , D. Dedovich
    • , Z. Y. Deng
    • , A. Denig
    • , I. Denysenko
    • , M. Destefanis
    • , F. De Mori
    • , Y. Ding
    • , C. Dong
    • , J. Dong
    • , L. Y. Dong
    • , M. Y. Dong
    • , Z. L. Dou
    • , S. X. Du
    • , P. F. Duan
    • , J. Z. Fan
    • , J. Fang
    • , S. S. Fang
    • , Y. Fang
    • , R. Farinelli
    • , L. Fava
    • , S. Fegan
    • , F. Feldbauer
    • , G. Felici
    • , C. Q. Feng
    • , E. Fioravanti
    • , M. Fritsch
    • , C. D. Fu
    • , Q. Gao
    • , X. L. Gao
    • , Y. Gao
    • , Y. G. Gao
    • , Z. Gao
    • , B. Garillon
    • , I. Garzia
    • , A. Gilman
    • , K. Goetzen
    • , L. Gong
    • , W. X. Gong
    • , W. Gradl
    • , M. Greco
    • , L. M. Gu
    • , M. H. Gu
    • , Y. T. Gu
    • , A. Q. Guo
    • , L. B. Guo
    • , R. P. Guo
    • , Y. P. Guo
    • , A. Guskov
    • , Z. Haddadi
    • , S. Han
    • , X. Q. Hao
    • , F. A. Harris
    • , K. L. He
    • , F. H. Heinsius
    • , T. Held
    • , Y. K. Heng
    • , Z. L. Hou
    • , H. M. Hu
    • , J. F. Hu
    • , T. Hu
    • , Y. Hu
    • , G. S. Huang
    • , J. S. Huang
    • , X. T. Huang
    • , X. Z. Huang
    • , Z. L. Huang
    • , T. Hussain
    • , W. Ikegami Andersson
    • , M. Irshad
    • , Q. Ji
    • , Q. P. Ji
    • , X. B. Ji
    • , X. L. Ji
    • , H. L. Jiang
    • , X. S. Jiang
    • , X. Y. Jiang
    • , J. B. Jiao
    • , Z. Jiao
    • , D. P. Jin
    • , S. Jin
    • , Y. Jin
    • , T. Johansson
    • , A. Julin
    • , N. Kalantar-Nayestanaki
    • , X. S. Kang
    • , M. Kavatsyuk
    • , B. C. Ke
    • , I. K. Keshk
    • , T. Khan
    • , A. Khoukaz
    • , P. Kiese
    • , R. Kiuchi
    • , R. Kliemt
    • , L. Koch
    • , O. B. Kolcu
    • , B. Kopf
    • , M. Kornicer
    • , M. Kuemmel
    • , M. Kuessner
    • , A. Kupsc
    • , M. Kurth
    • , W. Kühn
    • , J. S. Lange
    • , P. Larin
    • , L. Lavezzi
    • , S. Leiber
    • , H. Leithoff
    • , C. Li
    • , Cheng Li
    • , D. M. Li
    • , F. Li
    • , F. Y. Li
    • , G. Li
    • , H. B. Li
    • , H. J. Li
    • , J. C. Li
    • , J. W. Li
    • , K. J. Li
    • , Kang Li
    • , Ke Li
    • , Lei Li
    • , P. L. Li
    • , P. R. Li
    • , Q. Y. Li
    • , T. Li
    • , W. D. Li
    • , W. G. Li
    • , X. L. Li
    • , X. N. Li
    • , X. Q. Li
    • , Z. B. Li
    • , H. Liang
    • , Y. F. Liang
    • , Y. T. Liang
    • , G. R. Liao
    • , L. Z. Liao
    • , J. Libby
    • , C. X. Lin
    • , D. X. Lin
    • , B. Liu
    • , B. J. Liu
    • , C. X. Liu
    • , D. Liu
    • , D. Y. Liu
    • , F. H. Liu
    • , Fang Liu
    • , Feng Liu
    • , H. B. Liu
    • , H. L Liu
    • , H. M. Liu
    • , Huanhuan Liu
    • , Huihui Liu
    • , J. Liu
    • , J. B. Liu
    • , J. Y. Liu
    • , K. Y. Liu
    • , Ke Liu
    • , L. D. Liu
    • , Q. Liu
    • , S. B. Liu
    • , X. Liu
    • , Y. B. Liu
    • , Z. A. Liu
    • , Zhiqing Liu
    • , Y. F. Long
    • , X. C. Lou
    • , H. J. Lu
    • , J. G. Lu
    • , Y. Lu
    • , Y. P. Lu
    • , C. L. Luo
    • , M. X. Luo
    • , P. W. Luo
    • , T. Luo
    • , X. L. Luo
    • , S. Lusso
    • , X. R. Lyu
    • , F. C. Ma
    • , H. L. Ma
    • , L. L. Ma
    • , M. M. Ma
    • , Q. M. Ma
    • , X. N. Ma
    • , X. Y. Ma
    • , X. X. Ma
    • , Y. M. Ma
    • , F. E. Maas
    • , M. Maggiora
    • , S. Maldaner
    • , Q. A. Malik
    • , A. Mangoni
    • , Y. J. Mao
    • , Z. P. Mao
    • , S. Marcello
    • , Z. X. Meng
    • , J. G. Messchendorp
    • , G. Mezzadri
    • , J. Min
    • , T. J. Min
    • , R. E. Mitchell
    • , X. H. Mo
    • , Y. J. Mo
    • , C. Morales Morales
    • , N. Yu. Muchnoi
    • , H. Muramatsu
    • , A. Mustafa
    • , S. Nakhoul
    • , Y. Nefedov
    • , F. Nerling
    • , I. B. Nikolaev
    • , Z. Ning
    • , S. Nisar
    • , S. L. Niu
    • , X. Y. Niu
    • , S. L. Olsen
    • , Q. Ouyang
    • , S. Pacetti
    • , Y. Pan
    • , M. Papenbrock
    • , P. Patteri
    • , M. Pelizaeus
    • , J. Pellegrino
    • , H. P. Peng
    • , Z. Y. Peng
    • , K. Peters
    • , J. Pettersson
    • , J. L. Ping
    • , R. G. Ping
    • , A. Pitka
    • , R. Poling
    • , V. Prasad
    • , H. R. Qi
    • , M. Qi
    • , T. Y. Qi
    • , S. Qian
    • , C. F. Qiao
    • , N. Qin
    • , X. S. Qin
    • , Z. H. Qin
    • , J. F. Qiu
    • , S. Q. Qu
    • , K. H. Rashid
    • , C. F. Redmer
    • , M. Richter
    • , M. Ripka
    • , A. Rivetti
    • , M. Rolo
    • , G. Rong
    • , Ch. Rosner
    • , M. Rump
    • , A. Sarantsev
    • , M. Savrié
    • , K. Schoenning
    • , W. Shan
    • , X. Y. Shan
    • , M. Shao
    • , C. P. Shen
    • , P. X. Shen
    • , X. Y. Shen
    • , H. Y. Sheng
    • , X. Shi
    • , J. J. Song
    • , W. M. Song
    • , X. Y. Song
    • , S. Sosio
    • , C. Sowa
    • , S. Spataro
    • , F. F. Sui
    • , G. X. Sun
    • , J. F. Sun
    • , L. Sun
    • , S. S. Sun
    • , X. H. Sun
    • , Y. J. Sun
    • , Y. K Sun
    • , Y. Z. Sun
    • , Z. J. Sun
    • , Z. T. Sun
    • , Y. T Tan
    • , C. J. Tang
    • , G. Y. Tang
    • , X. Tang
    • , M. Tiemens
    • , B. Tsednee
    • , I. Uman
    • , B. Wang
    • , B. L. Wang
    • , C. W. Wang
    • , D. Wang
    • , D. Y. Wang
    • , Dan Wang
    • , H. H. Wang
    • , K. Wang
    • , L. L. Wang
    • , L. S. Wang
    • , M. Wang
    • , Meng Wang
    • , P. Wang
    • , P. L. Wang
    • , W. P. Wang
    • , X. F. Wang
    • , Y. Wang
    • , Y. F. Wang
    • , Z. Wang
    • , Z. G. Wang
    • , Z. Y. Wang
    • , Zongyuan Wang
    • , T. Weber
    • , D. H. Wei
    • , P. Weidenkaff
    • , S. P. Wen
    • , U. Wiedner
    • , M. Wolke
    • , L. H. Wu
    • , L. J. Wu
    • , Z. Wu
    • , L. Xia
    • , X. Xia
    • , Y. Xia
    • , D. Xiao
    • , Y. J. Xiao
    • , Z. J. Xiao
    • , Y. G. Xie
    • , Y. H. Xie
    • , X. A. Xiong
    • , Q. L. Xiu
    • , G. F. Xu
    • , J. J. Xu
    • , L. Xu
    • , Q. J. Xu
    • , X. P. Xu
    • , F. Yan
    • , L. Yan
    • , W. B. Yan
    • , W. C. Yan
    • , Y. H. Yan
    • , H. J. Yang
    • , H. X. Yang
    • , L. Yang
    • , R. X. Yang
    • , S. L. Yang
    • , Y. H. Yang
    • , Y. X. Yang
    • , Yifan Yang
    • , Z. Q. Yang
    • , M. Ye
    • , M. H. Ye
    • , J. H. Yin
    • , Z. Y. You
    • , B. X. Yu
    • , C. X. Yu
    • , J. S. Yu
    • , C. Z. Yuan
    • , Y. Yuan
    • , A. Yuncu
    • , A. A. Zafar
    • , Y. Zeng
    • , B. X. Zhang
    • , B. Y. Zhang
    • , C. C. Zhang
    • , D. H. Zhang
    • , H. H. Zhang
    • , H. Y. Zhang
    • , J. Zhang
    • , J. L. Zhang
    • , J. Q. Zhang
    • , J. W. Zhang
    • , J. Y. Zhang
    • , J. Z. Zhang
    • , K. Zhang
    • , L. Zhang
    • , S. F. Zhang
    • , T. J. Zhang
    • , X. Y. Zhang
    • , Y. Zhang
    • , Y. H. Zhang
    • , Y. T. Zhang
    • , Yang Zhang
    • , Yao Zhang
    • , Yu Zhang
    • , Z. H. Zhang
    • , Z. P. Zhang
    • , Z. Y. Zhang
    • , G. Zhao
    • , J. W. Zhao
    • , J. Y. Zhao
    • , J. Z. Zhao
    • , Lei Zhao
    • , Ling Zhao
    • , M. G. Zhao
    • , Q. Zhao
    • , S. J. Zhao
    • , T. C. Zhao
    • , Y. B. Zhao
    • , Z. G. Zhao
    • , A. Zhemchugov
    • , B. Zheng
    • , J. P. Zheng
    • , W. J. Zheng
    • , Y. H. Zheng
    • , B. Zhong
    • , L. Zhou
    • , Q. Zhou
    • , X. Zhou
    • , X. K. Zhou
    • , X. R. Zhou
    • , X. Y. Zhou
    • , Xiaoyu Zhou
    • , Xu Zhou
    • , A. N. Zhu
    • , J. Zhu
    • , J. Zhu
    • , K. Zhu
    • , K. J. Zhu
    • , S. Zhu
    • , S. H. Zhu
    • , X. L. Zhu
    • , Y. C. Zhu
    • , Y. S. Zhu
    • , Z. A. Zhu
    • , J. Zhuang
    • , B. S. Zou
    •  & J. H. Zou
  • Research | | open

    • Valeri Tioukov
    • , Andrey Alexandrov
    • , Cristiano Bozza
    • , Lucia Consiglio
    • , Nicola D’Ambrosio
    • , Giovanni De Lellis
    • , Chiara De Sio
    • , Flora Giudicepietro
    • , Giovanni Macedonio
    • , Seigo Miyamoto
    • , Ryuichi Nishiyama
    • , Massimo Orazi
    • , Rosario Peluso
    • , Andrey Sheshukov
    • , Chiara Sirignano
    • , Simona Maria Stellacci
    • , Paolo Strolin
    •  & Hiroyuki K. M. Tanaka
  • Research |

    Single barium atoms trapped in a solid xenon matrix can be imaged and counted by scanning with a focused laser, providing a possible tagging technique for the neutrinoless-double-β-decay experiment nEXO.

    • C. Chambers
    • , T. Walton
    • , D. Fairbank
    • , A. Craycraft
    • , D. R. Yahne
    • , J. Todd
    • , A. Iverson
    • , W. Fairbank
    • , A. Alamre
    • , J. B. Albert
    • , G. Anton
    • , I. J. Arnquist
    • , I. Badhrees
    • , P. S. Barbeau
    • , D. Beck
    • , V. Belov
    • , T. Bhatta
    • , F. Bourque
    • , J. P. Brodsky
    • , E. Brown
    • , T. Brunner
    • , A. Burenkov
    • , G. F. Cao
    • , L. Cao
    • , W. R. Cen
    • , S. A. Charlebois
    • , M. Chiu
    • , B. Cleveland
    • , M. Coon
    • , M. Côté
    • , W. Cree
    • , J. Dalmasson
    • , T. Daniels
    • , L. Darroch
    • , S. J. Daugherty
    • , J. Daughhetee
    • , S. Delaquis
    • , A. Der Mesrobian-Kabakian
    • , R. DeVoe
    • , J. Dilling
    • , Y. Y. Ding
    • , M. J. Dolinski
    • , A. Dragone
    • , J. Echevers
    • , L. Fabris
    • , J. Farine
    • , S. Feyzbakhsh
    • , R. Fontaine
    • , D. Fudenberg
    • , G. Gallina
    • , G. Giacomini
    • , R. Gornea
    • , G. Gratta
    • , E. V. Hansen
    • , M. Heffner
    • , E. W. Hoppe
    • , J. Hößl
    • , A. House
    • , P. Hufschmidt
    • , M. Hughes
    • , Y. Ito
    • , A. Jamil
    • , C. Jessiman
    • , M. J. Jewell
    • , X. S. Jiang
    • , A. Karelin
    • , L. J. Kaufman
    • , D. Kodroff
    • , T. Koffas
    • , S. Kravitz
    • , R. Krücken
    • , A. Kuchenkov
    • , K. S. Kumar
    • , Y. Lan
    • , A. Larson
    • , D. S. Leonard
    • , G. Li
    • , S. Li
    • , Z. Li
    • , C. Licciardi
    • , Y. H. Lin
    • , P. Lv
    • , R. MacLellan
    • , T. Michel
    • , B. Mong
    • , D. C. Moore
    • , K. Murray
    • , R. J. Newby
    • , Z. Ning
    • , O. Njoya
    • , F. Nolet
    • , O. Nusair
    • , K. Odgers
    • , A. Odian
    • , M. Oriunno
    • , J. L. Orrell
    • , G. S. Ortega
    • , I. Ostrovskiy
    • , C. T. Overman
    • , S. Parent
    • , A. Piepke
    • , A. Pocar
    • , J.-F. Pratte
    • , D. Qiu
    • , V. Radeka
    • , E. Raguzin
    • , T. Rao
    • , S. Rescia
    • , F. Retière
    • , A. Robinson
    • , T. Rossignol
    • , P. C. Rowson
    • , N. Roy
    • , R. Saldanha
    • , S. Sangiorgio
    • , S. Schmidt
    • , J. Schneider
    • , A. Schubert
    • , K. Skarpaas
    • , A. K. Soma
    • , G. St-Hilaire
    • , V. Stekhanov
    • , T. Stiegler
    • , X. L. Sun
    • , M. Tarka
    • , T. Tolba
    • , T. I. Totev
    • , R. Tsang
    • , T. Tsang
    • , F. Vachon
    • , B. Veenstra
    • , V. Veeraraghavan
    • , G. Visser
    • , J.-L. Vuilleumier
    • , M. Wagenpfeil
    • , Q. Wang
    • , J. Watkins
    • , M. Weber
    • , W. Wei
    • , L. J. Wen
    • , U. Wichoski
    • , G. Wrede
    • , S. X. Wu
    • , W. H. Wu
    • , Q. Xia
    • , L. Yang
    • , Y.-R. Yen
    • , O. Zeldovich
    • , X. Zhang
    • , J. Zhao
    • , Y. Zhou
    •  & T. Ziegler
    Nature 569, 203-207
  • Research |

    Two-neutrino double electron capture is observed experimentally in 124Xe with the XENON1T detector, yielding a half-life of 1.8 × 1022 years.

    • E. Aprile
    • , J. Aalbers
    • , F. Agostini
    • , M. Alfonsi
    • , L. Althueser
    • , F. D. Amaro
    • , M. Anthony
    • , V. C. Antochi
    • , F. Arneodo
    • , L. Baudis
    • , B. Bauermeister
    • , M. L. Benabderrahmane
    • , T. Berger
    • , P. A. Breur
    • , A. Brown
    • , A. Brown
    • , E. Brown
    • , S. Bruenner
    • , G. Bruno
    • , R. Budnik
    • , C. Capelli
    • , J. M. R. Cardoso
    • , D. Cichon
    • , D. Coderre
    • , A. P. Colijn
    • , J. Conrad
    • , J. P. Cussonneau
    • , M. P. Decowski
    • , P. de Perio
    • , P. Di Gangi
    • , A. Di Giovanni
    • , S. Diglio
    • , A. Elykov
    • , G. Eurin
    • , J. Fei
    • , A. D. Ferella
    • , A. Fieguth
    • , W. Fulgione
    • , A. Gallo Rosso
    • , M. Galloway
    • , F. Gao
    • , M. Garbini
    • , L. Grandi
    • , Z. Greene
    • , C. Hasterok
    • , E. Hogenbirk
    • , J. Howlett
    • , M. Iacovacci
    • , R. Itay
    • , F. Joerg
    • , B. Kaminsky
    • , S. Kazama
    • , A. Kish
    • , G. Koltman
    • , A. Kopec
    • , H. Landsman
    • , R. F. Lang
    • , L. Levinson
    • , Q. Lin
    • , S. Lindemann
    • , M. Lindner
    • , F. Lombardi
    • , J. A. M. Lopes
    • , E. López Fune
    • , C. Macolino
    • , J. Mahlstedt
    • , A. Manfredini
    • , F. Marignetti
    • , T. Marrodán Undagoitia
    • , J. Masbou
    • , D. Masson
    • , S. Mastroianni
    • , M. Messina
    • , K. Micheneau
    • , K. Miller
    • , A. Molinario
    • , K. Morå
    • , M. Murra
    • , J. Naganoma
    • , K. Ni
    • , U. Oberlack
    • , K. Odgers
    • , B. Pelssers
    • , R. Peres
    • , F. Piastra
    • , J. Pienaar
    • , V. Pizzella
    • , G. Plante
    • , R. Podviianiuk
    • , N. Priel
    • , H. Qiu
    • , D. Ramírez García
    • , S. Reichard
    • , B. Riedel
    • , A. Rizzo
    • , A. Rocchetti
    • , N. Rupp
    • , J. M. F. dos Santos
    • , G. Sartorelli
    • , N. Šarčević
    • , M. Scheibelhut
    • , S. Schindler
    • , J. Schreiner
    • , D. Schulte
    • , M. Schumann
    • , L. Scotto Lavina
    • , M. Selvi
    • , P. Shagin
    • , E. Shockley
    • , M. Silva
    • , H. Simgen
    • , C. Therreau
    • , D. Thers
    • , F. Toschi
    • , G. Trinchero
    • , C. Tunnell
    • , N. Upole
    • , M. Vargas
    • , O. Wack
    • , H. Wang
    • , Z. Wang
    • , Y. Wei
    • , C. Weinheimer
    • , D. Wenz
    • , C. Wittweg
    • , J. Wulf
    • , J. Ye
    • , Y. Zhang
    • , T. Zhu
    •  & J. P. Zopounidis
    Nature 568, 532-535
  • Research |

    The abundance of primordial black holes in the Galactic halo is constrained through their microlensing of stars in M31. Despite monitoring tens of millions of stars, only a single candidate event is found, providing stringent upper bounds on their abundance.

    • Hiroko Niikura
    • , Masahiro Takada
    • , Naoki Yasuda
    • , Robert H. Lupton
    • , Takahiro Sumi
    • , Surhud More
    • , Toshiki Kurita
    • , Sunao Sugiyama
    • , Anupreeta More
    • , Masamune Oguri
    •  & Masashi Chiba

News and Comment

  • News and Views |

    The LHCb collaboration announced the observation of CP violation in the decays of the D0 meson, the lightest particle containing charm quarks, which might provide clues to why there is more matter than antimatter in the Universe.

    • Alexander Lenz
  • News and Views |

    A measurement based on quantum entanglement of the parameter describing the asymmetry of the Λ hyperon decay is inconsistent with the current world average. This shows that relying on previous measurements can be hazardous.

    • Ulrik Egede
  • News and Views |

    A detector that was designed to probe dark matter, the ‘missing’ mass in the Universe, has seen an elusive nuclear decay called two-neutrino double electron capture — with implications for nuclear and particle physics.

    • Jouni Suhonen
    Nature 568, 462-463
  • Comments and Opinion |

    If you were ever puzzled about the fact that the detectors at the Large Hadron Collider record huge datasets despite the tiny probability of two protons colliding, this is for you. Steven Goldfarb and Katarina Anthony connect the dots.

    • Steven Goldfarb
    •  & Katarina Anthony
    Nature Physics 15, 414