粒子物理主要研究人类所能认识到的物质最深层次的结构、最基本的相互作用和运动规律、时空的性质及宇宙起源等问题,在这个方向上所揭示的物理现象和物理规律会引发人类对自然认识方面深刻的革命。近年来随着欧洲核子中心TeV 能量的大型强子对撞机LHC 的运行并发现类Higgs粒子,粒子物理已经进入数据丰富可能发生重大突破的新时代。TeV 物理已成为粒子物理前沿最受关注的焦点之一。

物理系的粒子物理曾在上世纪八十年代提出被后人誉为“Chinese Magic”的螺旋度振幅方法,清华博士生首次在Physical ReviewLetters上发表的论文也出自于粒子物理学科。2000年粒子物理学科在国内牵头加入欧洲核子中心的LHCb国际合作计划,2004年成立了跨院系的高能物理研究中心,2005年由邝宇平院士牵头建立了TeV物理中国工作组。目前物理系的粒子物理学科把主要目标放在TeV物理理论、现象学及实验研究上,建设了一支由学科带头人-学术骨干-博士研究生组成的学术梯队,在粒子物理理论和粒子物理实验研究方向都做出了有国际影响的工作,得到国际同行的认可和好评,论文被大量引用,并多次受邀在国际会议上作报告。具体研究内容包括:超出标准模型的新物理的理论、唯象和实验研究,包括Higgs粒子、中微子、暗物质、各种新规范粒子及其可能的相互作用;重夸克偶素的强子跃迁和强衰变的理论研究等;对称性自发破缺;第一原理研究束缚态粒子的有效拉氏量;非微扰理论、强子物理等。