物質微觀結構的探索永遠是物理學的前沿，是帶動各學科發(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。例如粒子質量起源，超對稱有沒有？暗物質、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，歐洲大型強子對撞機LHC（右圖），能量為7TeV + 7TeV的質子-質子對撞機（1 TeV=1000GeV），預計2008年開始運行。主要任務是尋找和粒子質量起源有關的西格斯（Higgs）粒子和超對稱伴子。所謂超對稱是指費米子和玻色子對稱。每個費米子都有相應的玻色子（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的候選者。

　　宇宙空間暗物質約占23%，主要是冷暗物質，重子約占4%，可見物質（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電子直線對撞機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（正負電子對撞機）：日本的KEK（3.5GeV + 8GeV）；美國的SLAC（3.1GeV + 9GeV）。這兩個對撞機可產(chǎn)生大量B介子，用來研究CP不守恒的起源等問題，運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中微子質量不為零。 

　　太陽中微子失蹤的實驗也證實ne中微子質量也不為零。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堆出來的反中微子的振蕩問題。中國的大亞灣反應堆中微子實驗就是利用核反應堆產(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>