在这门分支主要研究的是组成物质和射线的基本粒子以及它们之间相互作用。
首先，来聊聊“星球为什么会浮在空间中”这一问题。如果只是这样去问这个问题，那么相信很多读者就会默默一笑：悬浮和下落只是我们在地球引力作用下看到的一种现象，对存在于星际之间的星球而言，并不存在什么下落或者漂浮的概念。星球之间的引力更像是两个相互吸引的球形物体，引力只会拉拢两个在星际之间的物体，不存在下落、悬浮的现象。
但是，我们换一个问法，物质为什么会存在于空间？宇宙中的物质从何而来？如果宇宙是奇点大爆炸产生，那么奇点又是什么，是什么东西能产生如此浩瀚的宇宙物质？
显然，后面所提出的问题相信会更有意思。我们来看看近现代物理学中是否已经给出了答案：
不知道大家是否能注意到，在上面问题的背后，还隐藏着另外一个问题，那便是空间。空间到底是什么，空间为什么能承载万物，万物为什么能够在空间中变化、移动，空间又是从何而来的？
其实，要想探索空间的本质，首先我们需要认识空间。那么，空间有哪些性质呢？在第一个层面，我们能较为直观得看出：空间具有承载物质的性质，能够承载物质变化、移动。所有的物质能够存在于这个空间，而且在其中运动、相互作用、诞生和消亡。在广义相对论计算中的一些层面，在引力存在的地方，空间会扭曲。在更深入的一些领域，人们发现，在真空（没有任何能看到或者探测到物质的空间状态，包括光子）的情况下，却仍然能够探测到能量的波动。在量子力学领域，物质在空间中的运动存在波粒二象性（物质既像台球一样看似是一个实体在运动，又能够像水波一样，在空间中以波动的形态存在）。此外，物理学家们还发现了量子纠缠的现象，既无论相隔多远的两个粒子，如果存在量子纠缠，那么一旦一个粒子的状态发生变化，另一端的粒子便会立刻发生变化，其中却探测不到任何相互作用的传播及作用形式，两个粒子之间有的只有空间。
空间扭曲
所以，空间到底是什么呢？它为什么会存在以上这么多的属性或是现象？我们来看看近现代物理学成果中的一些线索。
想要了解空间的本质，需要从与其关系最密切的方面着手。那便是物质，物质存在于空间，在空间中演变、运动。我们如果能够从物质的更深层次的结构去看问题，必定能更好得找到我们想要的答案。物理学中研究物质的分支称为粒子物理学（高能物理）。在这门分支主要研究的是组成物质和射线的基本粒子以及它们之间相互作用。简单的说就是研究物质到底是由什么构成的，内部结构到底是如何，这些基本组成物质之间存在着什么样的关系和相互作用。
分子、原子、原子核、夸克
在粒子物理学的领域，物理学家们已经有了大量的发现，主要有以下几个方面：
1、质子和中子之间是能够相互转化的。
2、强子与强子之间也是存在着很多相互转化的情况
3、强子能够转化成轻子
4、轻子能转化为轻子
5、轻子能转化为光子
6、光子能反向转化为其他粒子
最最重要的是第6点，光子能够反向转化为其他粒子。1932年，实验发现，能量足够高的γ射线的粒子（光子）经过原子核附近时可以转化为电子与正电子对（见γ射线同物质的相互作用）。这是最早发现的正反粒子对产生事例。后来又知道，只要能量足够大，还可转化为他种正反粒子对。
摘抄于粒子物理学的粒子反应式
摘抄于粒子物理学的粒子反应式
为更简单的理解上面的含义，我们先拿较为熟悉的的重子来理解，重子是强子中的一种，像我们所属熟知的质子和中子便是重子，他们具有夸克结构，具有较大的质量和能量，能够参与强相互作用。而电子、中微子、μ子、τ粒子属于轻子，他们拥有的质量较小，能量也更小，不参与强相互作用。而光子，我们知道，他就是电磁波，是能量，更像是已经处在了粒子和能量的分界线一种状态。
那么上面粒子物理学种所发现的1~6现象，总结起来便是，较大质量和能量的粒子（如质子、中子）存在相互转化的现象，较大质量和能量的粒子能够转化为更轻的、能量更小的轻子（如电子），正负轻子结合还能够转化为光子，及能量。而光子，在一定条件下能反向在空间中创造出粒子！这一来一反，能够说明物质的结构在深层次中很可能与光子的结构有所关联。而光子的本子是电磁波，是一种能量状态，那么便是说明物质的深层次结构很可能就是一种能量状态。其实在近现代的超弦理论中，已经尝试着将所有物质通过一种弦的结构去构建，所有的物质的最基本结构都是弦。
分析到这里，如果再大胆一步猜想，物质的构成如果能够统一在一个最基本单位上，而连光子这种非基本单位，都已经是一种能量的存在，那么最基本单位是什么呢？就是一种能量形态，如此，我们宇宙中所有的物质从本质上来说就是一种高级的能量形态，而光子是一种较为简单能量形态。不知道大家是否知道质能方程，粒子是可以将自己的质量转化为能量的。物质质量少了说明什么？说明物质结构出现了一定的消亡，产生了能量。就是物质变成了能量。我们再进一步推理，最基本结构的物质之下还有什么？那就是空间。那么空间会是什么呢？在上文我们已经提到，真空并不空，人们发现即使是在绝对零度的情况下，真空任然具有能量的存在。1948年，荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔提出了一项检测这种能量存在的方案。从理论上看，真空能量以粒子的形态出现，并不断以微小的规模形成和消失。
真空中只剩下空间了，空间中如果能形成粒子，这些粒子又在空间中消失，那么空间的本质很可能就是能量存在的最基本形态。能量的最基本形态就是空间！还可以理解成：空间是物质的最基本形态。
这样的答案便能很好的给上文中所提到的所有问题予以一个合理的解释方向：
1、为什么空间能够承载物质：因为物质便是一种能量的存在形式，空间是最基本的能量状态，而这种最基本的能量状态因为一些变化和相互作用，形成了更复杂，更集中的能量形态，便是物质，所以物质便能存在于空间，并在其中变化、移动。
2、所有的物质能够在空间中相互作用、移动：物质的相互作用实际是通过更小的粒子所传递的，物质是一种能量形态，他们在空间中发生相互作用、移动其实就是在基本的能量形态形成更高级的能量形态后，这种更高级的能量形态以波动的形式移动（物质移动）或者影响另一个能量形态（物质相互作用），就像水波在水中波动，两个水波便会产生相互影响一样。
。
3、有引力的地方，空间为什么会扭曲：有引力、有物资的地方，空间是可能会扭曲和变化的，从能量角度理解便是高级形态的能量的存在对基本形态能量发生了影响，使其改变了形态，形态的改变从空间的三维维度便改变了距离，就是所谓的空间扭曲。
4、为什么存在真空能：空间便是一种最基本的能量形态，所发现的真空能便是空间本身。
5、物质为什么会存在波粒二象性：因为物质本身是一种能量形态，空间也是一种能量形态，能量的波动就是想波一样的存在。
6、量子纠缠是通过什么进行关联的：两个存在纠缠的粒子，他们之间的信号传递便是靠空间，最基本的能量形态。
7、如果宇宙是奇点大爆炸产生，那么奇点又是什么，是什么东西能产生如此浩瀚的宇宙物质：物质是由空间这一基本能量态在一定条件下聚合而成的高级能量态。至于奇点与大爆炸，它本身也只是一种建立在宇宙加速膨胀现象上的猜想，就不做评价了。
我们可以看到，空间的本质如果是能量最基本的形态，那么不管是从粒子物理学中发现的现象猜想或者是解释当前的一些疑问，无疑是很好的一种答案。虽然到目前物理学界中未能有系统性的理论产生，但相信在未来的人类文明中，能够更进一步的解开宇宙的面纱。
最后，下方的图片，能够帮助大家形象的想象空间是一种什么样的存在，它如同一团能量，其中能量较为聚集的地方形成了物质，物质只能在这个能量团中运动、相互作用、诞生与消亡，这一团能量也可能就是我们所存在的这一个小宇宙。
空间如同上面一团能量体
