Atom veya ögecik, bilinen evrendeki tüm maddenin kimyasal ve fiziksel niteliklerini taşıyan en küçük yapı taşıdır. Atom Yunancada "bölünemez" anlamına gelen "atomos"tan türemiştir. Atomus sözcüğünü ortaya atan ilk kişi MÖ 440'lı yıllarda yaşamış Demokritos'tur. Gözle görülmesi imkânsız, çok küçük bir parçacıktır ve sadece taramalı tünelleme mikroskobu vb. ile incelenebilir. Bir atomda, çekirdeği saran negatif yüklü bir elektron bulutu vardır. Çekirdek ise pozitif yüklü protonlar ve yüksüz nötronlardan oluşur. Atomdaki proton sayısı elektron sayısına eşit olduğunda atom elektriksel olarak yüksüzdür. Elektron ve proton sayıları eşit değilse bu parçacık iyon olarak adlandırılır. İyonlar oldukça kararsız yapılardır ve yüksek enerjilerinden kurtulmak için ortamdaki başka iyon ve atomlarla etkileşime girerler.
James Chadwick, 1932'de nötronu keşfetmesiyle tanınan İngiliz fizikçi. 1935'te bu keşfiyle Nobel Fizik Ödülü almıştır.
Enrico Fermi, dünyanın ilk nükleer reaktörü olan Chicago Pile-1'i inşa eden ve Manhattan Projesi'nin bir üyesi olarak tanınan, İtalyan ve daha sonra Amerikan vatandaşlığına kabul edilen bir fizikçiydi. Kendisine "atom çağının mimarı" ve "atom bombasının mimarı" adı verilmiştir. Hem teorik fizikte hem de deneysel fizikte üstün olan çok az fizikçiden biriydi. Fermi, nötron bombardımanı yoluyla indüklenmiş radyoaktivite üzerine yaptığı çalışmalar ve uranyum ötesi elementlerin keşfi nedeniyle 1938 Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü. Fermi, meslektaşlarıyla birlikte nükleer enerjinin kullanımına ilişkin, tamamı ABD hükûmeti tarafından devralınan birçok patent başvurusunda bulundu. İstatistik mekaniğinin, kuantum teorisinin, nükleer ve parçacık fiziğinin gelişimine önemli katkılarda bulundu. Parlak bir öğrenciydi, henüz 21 yaşındayken Pisa Üniversitesi'nden fizik doktoru unvanını aldı.
Nötron, sembolü n veya n⁰ olan, bir atomaltı ve nötr bir parçacıktır. Proton ile birlikte, atomun çekirdeğini meydana getirir. Bir yukarı ve iki aşağı kuark ve bunların arasındaki güçlü etkileşim sayesinde oluşur. Proton ve nötron yaklaşık olarak aynı kütleye sahiptir fakat nötron daha fazla kütleye sahiptir. Nötron ve protonun her ikisi nükleon olarak isimlendirilir. Nükleonların etkileşimleri ve özellikleri nükleer fizik tarafından açıklanır. Nötr hidrojen atomu dışında bütün atomların çekirdeklerinde nötron bulunur. Her atom farklı sayıda nötron bulundurabilir. Proton ve nötronlar, kuarklardan oluştukları için temel parçacık değildirler.
Nükleer silah, nükleer reaksiyon ve nükleer fisyon birlikte kullanılmasıyla ya da çok daha kuvvetli bir füzyonla elde edilen yüksek yok etme gücüne sahip silahtır. Genel patlayıcılardan farklı olarak çok daha fazla zarar vermek amaçlı kullanılır. Sadece kullanılan bir silah, tüm bir kenti ya da bir ülkeyi canlı, cansız ne varsa tamamen yok edecek güçtedir.
Parçacık hızlandırıcı, yüklü parçacıkları yüksek hızlara çıkarmak ve demet halinde bir arada tutmak için elektromanyetik alanları kullanan araçların genel adıdır. Büyük hızlandırıcılar parçacık fiziğinde çarpıştırıcılar olarak bilinirler. Diğer tip parçacık hızlandırıcılar, kanser hastalıklarında parçacık tedavisi, yoğun madde fiziği çalışmalarında senkrotron ışık kaynağı olmaları gibi birçok farklı uygulamalarda kullanılır. Şu an dünya çapında faaliyette olan 30.000'den fazla hızlandırıcı bulunmaktadır.
Antimadde, karşı madde veya karşıt madde, maddenin ters ikizi. Paul Dirac denklemiyle ortaya çıkarılmış ve daha sonraki gözlemlerle de varlığı doğrulanmıştır. Antimadde en basit hâliyle normal maddenin zıddıdır. Antimaddenin atomaltı parçacıkları, normal maddeye göre zıt özellikler taşımaktadır. Bu atomaltı parçacıkların elektrik yükleri, normal maddenin atomaltı parçacıklarının tam tersidir. Antimadde, Büyük Patlama'dan sonra normal maddeyle birlikte oluşmuştur; fakat sebebinin ne olduğunu bilim insanları tam anlamıyla bilemeseler de evrende oldukça nadir bulunmaktadır.
Mezonlar, güçlü etkileşim ile bağlı bir kuark ve bir antikuarktan oluşan hadronik atomaltı parçacıklardır. Atomaltı parçacıklardan oluştuklarından mezonlar, kabaca bir femtometre kadarlık bir yarıçaplı fiziksel bir boyuta sahiptirler. Bütün mezonlar kararsızdırlar ve en uzun ömürlüsü mikrosaniyenin altında bir ömre sahiptir. Yüklü mezonların bozunmasıyla elektron ve nötrino oluşur. Yüksüz mezonların bozunmasıyla da fotonlar oluşur.
Atom çekirdeği, atomun merkezinde yer alan, proton ve nötronlardan oluşan küçük ve yoğun bir bölgedir. Atom çekirdeği 1911 yılında Ernest Rutherford tarafından keşfedildi. Bu keşif, 1909 yılında gerçekleştirilen Geiger-Marsden deneyine dayanmaktadır. Nötronun James Chadwick aracılığıyla 1932 yılında keşfinden sonra, çekirdeğin proton ve nötronlardan oluştuğu modeli Dmitri Ivanenko ve Werner Heisenberg tarafından çabucak geliştirildi. Atomun kütlesinin neredeyse tamamı çekirdek içerisindedir, elektron bulutunun atom kütlesine katkısı oldukça azdır. Proton ve nötronlar çekirdek kuvveti tarafından çekirdeği oluşturmak için birbirlerine bağlanmıştır.
Atarca ya da pulsar [İngilizce: pulsating radio source'dan ], mıknatısal kutuplarından elektromanyetik ışınım yayan, oldukça mıknatıslanmış, dönen bir nötron yıldızıdır. Bu ışınım, yalnızca bir ışın Dünya'ya doğrultulduğunda gözlemlenebilir ve bu, yayınımın titreşimli (atımlı) görünümünden sorumludur. Nötron yıldızları çok yoğundur ve kısa, düzenli döngülere sahiptir. Bu, tek bir atarca için milisaniyeden saniyeye kadar değişen atımlar arasında çok kesin bir aralık oluşturur. Atarcalar, yüksek enerjili evrensel ışınların olası kaynaklarından biridir.
Ernest Orlando Lawrence,, 1939 yılında icadı siklotron ile Nobel Fizik Ödülü kazanmış olan, Amerikalı nükleer fizikçi. Manhattan Projesi için yaptığı uranyum izotop ayırma üzerindeki çalışması, Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı ve Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı kuruluşundaki katkıları ile tanınmaktadır.
Gluonlar kuarklar arasındaki güçlü etkileşimi sağlayan temel parçacıklardır. Bu etkileşim fotonların elektromanyetik etkileşmedeki rolüne benzer bir şekilde iki yüklü parçacık arasında momentum değişimini sağladığı düşüncesi ile benzerlik kurularak anlaşılabilir.
Siklotron bir çeşit parçacık hızlandırıcıdır. Siklotronlar yüklü parçacıkları yüksek frekanslı alternatif gerilim kullanarak hızlandırır.
Nükleer fizik veya çekirdek fiziği, atom çekirdeklerinin etkileşimlerini ve parçalarını inceleyen bir fizik alanıdır. Nükleer enerji üretimi ve nükleer silah teknolojisi nükleer fiziğin en çok bilinen uygulamalarıdır fakat nükleer tıp, manyetik rezonans görüntüleme, malzeme mühendisliğinde iyon implantasyonu, jeoloji ve arkeolojide radyo karbon tarihleme gibi birçok araştırma da nükleer fiziğin uygulama alanıdır.
Nötrino, ışık hızına yakın hıza sahip olan, elektriksel yükü sıfır olan ve maddelerin içinden neredeyse hiç etkileşmeden geçebilen temel parçacıklardandır. Bu özellikleri nötrinoların algılanmasını oldukça zorlaştırmaktadır. Nötrinoların çok küçük, ancak sıfır olmayan durgun kütleleri vardır. Yunan alfabesindeki ν (nü) ile gösterilir.
Manhattan Projesi, II. Dünya Savaşı sırasında ilk nükleer silahların üretimini gerçekleştirmek için yürütülmüş bir araştırma ve geliştirme projesiydi. Proje, Amerika Birleşik Devletleri başta olmak üzere Birleşik Krallık ve Kanada ile iş birliği içinde gerçekleştirildi. 1942'den 1946'ya kadar ABD Ordusu Mühendisler Birliği'nden Tümgeneral Leslie Groves'un projenin yöneticiliğini yaptı. Nükleer fizikçi Robert Oppenheimer da bombaları tasarlayan Los Alamos Laboratuvarı'nın yöneticisiydi. Projenin ismi, ilk karargah Manhattan'da olduğu için Manhattan Bölgesi olarak belirlendi; bu ad yavaş yavaş projenin resmi kod adı olan "Development of Substitute Materials"ın yerini aldı. Proje daha sonra İngilizlerin nükleer silah geliştirme projesi olan Tube Alloys'u da bünyesine kattı ve programı Office of Scientific Research and Development'den devraldı. Manhattan Projesi, en yoğun döneminde yaklaşık 130.000 kişiye istihdam sağladı ve yaklaşık 2 milyar ABD dolarına mal oldu. Bunun yüzde 80'inden fazlası fisil malzemeyi üreten tesisleri inşa etmek ve işletmek içindi. Araştırmalar ve bombanın üretimi, Amerika Birleşik Devletleri, Birleşik Krallık ve Kanada'daki otuzdan fazla tesiste gerçekleştirildi.
Fiziksel bilimlerde parçacık çeşitli hacim ya da kütle gibi fiziksel ya da kimyasal özellikler yüklenmiş küçük yerelleştirilmiş nesnedir. Çeşitli bilimsel alanlarda kelimenin anlamı isteğe bağlı değiştirilmiştir. parçacıklardan oluşan bir şey partiküler olarak atfedilebilir. her ne kadar bu terim genellikle bağlantısız parçacıkların bir süspansiyonu yerine kullanılsa da, bağlı bir partikül toplama ifade etmek için kullanılır. Nesnelerin parçacık olup olmadığı ölçek bağlamına bağlı olarak düşünülebilir. Eğer nesnenin kendi ölçüsü küçük ya da ihmal edilebilir ise ya da eğer geometrik özellikleri ve yapısı düzensiz ise nesne parçacık olarak düşünülebilir. Örneğin kumsaldaki bir kum tanesi parçacık olarak düşünülebilir çünkü bir kum tanesinin büyüklüğü kumsala kıyasla ihmal edilebilir ve tek tek kum tanelerinin özellikleri genellikle eldeki sorunla alakasız olurlar. Eğer bir bukminsterflere molekülüyle kıyaslanırsa kum taneleri parçacık olarak düşünülemez.(~1 nm)
Norris Edwin Bradbury, Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'nda 1945 ile 1970 yılları arasında görev yapmış Amerikan fizikçi. Robert Oppenheimer tarafından II. Dünya Savaşı sırasındaki Manhattan Projesi'nde başarılı olduğu için bu pozisyona seçilmiştir. Bradbury, Trinity denemelerinden sonuncusu olan "the Gadget"dan sorumluydu.
Hızlandırıcı fizikte, ışın demet hattı (beamline) hızlandırıcı tesisin belirli bir yolu boyunca tüm yapıyı içeren, hızlandırılmış parçacık demetlerinin yörüngesini ima eder.
Mary Tsingou, Yunan kökenli Amerikalı fizikçi ve matematikçidir. Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'ndaki MANIAC bilgisayarındaki ilk programcılardan biri olması ve kaos teorisi ve bilimsel hesaplama alanlarına ilham kaynağı olan Enrico Fermi, John Pasta ve Stanislaw Ulam ile birlikte çalışmasıyla tanınır.
