标准模型中的粒子左上层为六种夸克，下层为六种轻子，它们各自有三个世代，是组成物质的基础，又合称费米子。右边则是携带作用力的规范玻sE子。所有的费米子皆要遵守包利不相容原理，但是玻sE子不用，这导致了费米子与玻sE子在微观世界表现出完全不同的X质，前者决定了周期表中元素的化学X质，後者表现在低温物理中的超导超流现象。
注意夸克和轻子都有三个不同的组合。每一组夸克和轻子的带电类型称为物质的世代。由上往下每个世代的带电量为+2/3,-1/3,0,和-1.世代是依据质量的增加所组成的。
在宇宙中所有可见的物质都是由粒子物质的第一世代所组成的--上夸克、下夸克和电子。这是因为所有的第二和第三世代粒子都不稳定而且很快就衰变成稳定的第一代粒子。
标准模型不能解释为什麽粒子会有确定的质量，举个例，光子和W粒子都是载力粒子：为什麽光子没有质量而W粒子却有质量？
那自旋为0常被称为「纯量」的希格斯玻sE子该归为哪一类呢？它当然不是组成物质的费米子自旋1/2，但也非传递作用力的规范玻sE子自旋1。希格斯粒子没有被标示在标准模型中，它的诞生是当初在标准模型的建立过程中，标准模型不能解释为什麽粒子会有确定的质量，举个例，光子和W粒子都是载力粒子：为什麽光子没有质量而W粒子却有质量？
为了满足理论的自恰X，不得不让所有的粒子质量为零，但这与实验事实明显悖逆。後来希格斯等人在1964年的论文中，引入一种现称之为「希格斯场」的量子场，用这种弥漫於空间的能量场来跟标准模型中所有的粒子进行交互作用，作用的强度标志着该类粒子的质量，它与顶夸克的作用极强，导致顶夸克的质量远大於其它夸克；与电子的交互作用微弱，所以电子的质量极轻。物理学家创立了所谓的希格斯场理论，在这个理论里，希格斯场与其他粒子交互作用，并提供它们质量。希格斯场需要一个粒子，叫做希格斯玻。但是可惜的是标准模型本身无法预测，希格斯场所对应到的希格斯粒子质量到底是多大，虽然物理学家期望它在100~1000GeV/c2现身。而且它本身又是不带电的粒子，这使得搜寻希格斯粒子的工作困难重重，所以2012年7月的发现才会显得弥足珍贵。
19世纪末，人们普遍认为，古典物理的宏伟框架似乎已经接近完成了，但对於一些新的实验发现，古典物理不能作出合理解释，因此，这种观念受到了挑战。在宏观尺度低速运动状态下，古典物理学理论有着完美的应用，但在解释大量微观粒子运动或物T以极高的速度运动时，古典理论遭受了巨大的困难。在大尺度层面，相对论告诉我们对不同的观测者来说时间流逝的快慢并不相等。物质能转变为能量，反之亦然。两个以超过0.5倍光速的速度相向而行的物T无法以超过光的相对速度接近对方，时间历程会在接近大质量物T时变慢等等。事物并不是以我们的经验所习惯的方式运作着的。
在小尺度层面，奇异的现象更是无处不在。我们无法描述一个光子或电子从出发点到它被发现点之间的确定的位置或是运动轨迹。我们无法用日常的经验来判断一个粒子将在何处出现。它甚至会有一定的机率在一个封闭边界外出现。机率成为这个尺度上一切交互作用的关键因素。讨论任何原子尺度上的粒子的运动轨迹是没有意义的，因为如果我们要JiNg确的测量粒子的位置，对其速度的测量的准确度就会降低，反之亦然。
在古典物理的时代，牛顿和他的追随者们相信光的本质是粒子，而另外一部分人惠更斯等人则认为光是在某种介质中传播的波。物理学家们并没有去寻找实验去证明某一方观点是否正确，而是设计了能够显示出光的频率等属於「波动X」的特徵的实验，同时也有能显示出动量等「粒子X」特徵的实验。而在此後的一些实验观测中，尺度较大的粒子，b如原子甚至是一些分子都显示出了「波动X」的特徵。
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