Tudo o que existe é feito de particulas. Este simples e indubitável facto mostra que para conhecer as Leis Fundamentais da Natureza temos de conhecer as leis que ditam as características e as interacções entre as particulas elementares. Nas ùltimas três décadas houve um desenvolvimento notável da Física de Particulas que conduziu a construção de teorias de unificação das interacções electromagneticas fracas (responsáveis pela radioactividade e pelo decaimento da maior parte das particulas ), e, fortes (responsáveis pela estabilidade dos nucleos). A unificação destas interacções fundamentais representa um dos mais brilhantes desenvolvimentos da Fisica Fundamental, comparável a unificação da electricidade e do magnetismo conseguida por Maxwell. Para se poder avaliar os desenvolvimentos extraordinarios da Física de Particulas nas ultimas tres decadas, basta lembrar que durante o periodo entre 1976-2002, nove  dos Premios Nobel estão ligados à Física de Particulas, isto é cerca de um terço do total. Existe hoje um modelo, designado Modelo-Padrão, que está de acordo com quase todos os dados experimentais. Uma excepção é a recente descoberta das oscilações dos neutrinos, que por sua vez indicam que os neutrinos teem uma massa não nula. No Modelo-Padrao, os neutrinos não teem massa. No entanto, uma pequena mas genial modificação do Modelo-Padrao permite dar massa aos neutrinos atraves do mecanismo de sobe-e-desce, justificando ao mesmo tempo de um modo elegante a pequenês dessa massa. Apesar do sucesso espectacular do Modelo-Padrão, muitas das questões mais fundamentais continuam sem resposta. Eis algumas das questões completamente em aberto:

O Problema da Massa e a Quebra de Simetria

Como compreender a geração das massas das particulas elementares, em particular o espectro de massas dos quarks e dos leptões? No modelo Standard não podemos escrever termos de massa quer para os quarks quer para os leptões (e.g. o electrão, o muão,etc ) uma vez que esses termos de massa não seriam invariantes para as transformações de Gauge (simetria que dita em grande parte a forma do Lagrangiano e assim determinando muitas das propriedades fisicas das partículas).
Os fermiões adquirem massa no Modelo-Padrao só depois da quebra espontanea de simetria, mas as massas e misturas dos fermiões são completamente arbitrarias, não havendo assim uma explicação convincente para o espectro de massas e misturas verificadas experimentalmente. O Problema da Massa esta assim intimamente ligado à Quebra de Simetria, outra das grandes questões ainda em aberto. No Modelo-Padrao a Quebra de Simetria é conseguida a custa do chamado mecanismo de Higgs, que é o aspecto mais enigmático e menos testado do Modelo-Padrao. O mecanismo de Higgs é responsavel pela criação de massa para os mesões vectoriais W e Z ( particulas semelhantes aos fotões mas com massa ) e prevê ainda a existencia de uma particula escalar - o bosao de Higgs, a ùnica particula do Modelo-Padrao que ainda nâo foi descoberta. O Problema da Massa e o Problema da Quebra de Simetria são assim dois dos grandes problemas por resolver em Fisica Fundamental.

O Problema da Hierarquia e a Procura da Supersimetria

A escala da quebra da simetria de gauge do Modelo-Padrao é da ordem dos 300 Gev, muitas ordens de grandeza abaixo da escala de Planck que é de Gev. Em teoria relativistica dos campos é difícil de explicar e sobretudo tornar estável esta grande diferença de escalas. A introdução de Supersimetria (uma simetria que mistura bosões e fermiões) alivia em parte este problema. Mas para isso é preciso que particulas supersimetricas existam, com massas da ordem do TeV. Daqui resulta que a procura experimental da Supersimetria (SUSY) (ou seja dos parceiros supersimetricos das particulas conhecidas) seja um dos grandes desafios para os proximos anos. O Large Hadron Collider (LHC) que esta a ser construido no CERN (Laboratorio Europeu de Particulas) irá desempenhar um papel muito importante na procura da SUSY.

Tanto o Modelo-Padrão como as chamadas Teorias de Grande Unificação (GUTS) com ou sem SUSY, não incluem as interacções gravitacionais. A procura de uma teoria Quantica da Gravitação, é assim outro dos grandes desafios da Fisica de Particulas. A teoria das cordas oferece alguma esperança de se conseguir um teoria quantica da gravitação consistente, mas o assunto esta muito longe de ser resolvido.