Atomaltı parçacıklar, maddeyi oluşturan temel yapı taşlarıdır ve çeşitli özelliklere sahiptirler. Standart model adı verilen teorik bir çerçeve, temel parçacıkları ve bunların etkileşimlerini açıklamak için kullanılır. Bu modelde, atomaltı parçacıklar fermionlar ve bozonlar olarak iki ana gruba ayrılır.
Fermionlar, maddeyi oluşturan temel parçacıklardır ve spin adı verilen bir özelliğe sahiptirler. Fermionlar, leptonlar ve kuarklar olmak üzere iki alt gruba ayrılır. Leptonlar arasında elektron, muon ve tauon gibi parçacıklar bulunurken, kuarklar proton ve nötron gibi hadronları oluşturan parçacıklardır.
Leptonlar, temel yük taşıyan elektriksel parçacıklardır ve elektronlar, negatif yük taşıyan temel leptonlardır. Muon ve tauon gibi diğer leptonlar ise daha ağır ve kararlı değildirler. Kuarklar ise hadronları oluşturan temel parçacıklardır ve altı farklı türde gelirler: yukarı, aşağı, garip, büyük, çarpık ve üst.
Bozonlar ise kuvvet taşıyan parçacıklardır ve madde parçacıkları arasındaki etkileşimleri sağlarlar. Temel kuvvetler dört ana türde gelir: elektromanyetik, zayıf nükleer, güçlü nükleer ve kütle çekimi. Bu kuvvetlerin her biri, farklı bozonlar tarafından taşınır.
Elektromanyetik kuvvet, foton adı verilen bozonlar aracılığıyla iletilir. Fotonlar, elektromanyetik alanları taşıyan ve elektromanyetik etkileşimleri yöneten parçacıklardır. Zayıf nükleer kuvvet, W ve Z bozonları tarafından taşınır ve radyoaktif bozunma gibi süreçleri kontrol eder. Güçlü nükleer kuvvet, gluon adı verilen bozonlar aracılığıyla iletilir ve kuarklar arasındaki güçlü etkileşimleri sağlar.
Kütle çekimi kuvveti ise teorik olarak graviton adı verilen bir bozon tarafından taşınır, ancak hala deneysel olarak doğrulanmamıştır ve standart model içinde henüz tam olarak entegre edilmemiştir.
Bununla birlikte, en küçük atomaltı parçacık sorusu özel bir anlam taşır. Standart modelde, temel parçacıkların bir boyutları veya yapıları yoktur. Onlar, belirli bir matematiksel çerçevede tanımlanan noktasal parçacıklardır. Yani, elektron, kuark veya foton gibi bir parçacık, matematiksel bir nokta olarak kabul edilir. Bu nedenle, en küçük atomaltı parçacık olarak adlandırılan şey, aslında matematiksel bir soyutlamadan ibarettir ve fiziksel bir boyutu veya yapıyı temsil etmez.
Fakat burada dikkate değer bir nokta, string teorisi gibi daha yeni teorik yaklaşımların, temel parçacıkların noktasal değil, titreşen enerji iplikleri (string) olarak modellendiği ve bu ipliklerin farklı titreşim modlarına göre farklı parçacıkları oluşturduğunu öne sürmesidir. Ancak, bu teoriler henüz deneysel olarak doğrulanmamıştır ve standart modelin yerini alıp alamayacakları belirsizdir.
Sonuç olarak, en küçük atomaltı parçacık sorusu, standart model içinde noktasal parçacıkların varlığını ve string teorisi gibi alternatif modellerin potansiyel olarak farklı bir yaklaşım getirebileceğini gösterir. Ancak, günümüzde bu sorunun kesin bir cevabı yoktur ve araştırmalar devam etmektedir.