Il Modello Standard (MS) descrive con successo la materia in termini di quark, leptoni e delle loro interazioni fondamentali. Ci sono buoni motivi, sperimentali e teorici, per metterlo ulteriormente alla prova, alla ricerca di "nuova fisica" al di là  del MS. L'indagine sulle proprietà  microscopiche della materia apre anche una finestra sull'evoluzione dell'Universo. I Nuclei atomici e le particelle elementari vengono studiati sistematicamente con strumenti che visualizzano e misurano i prodotti delle interazioni generate in laboratorio, con acceleratori di energia e luminosit`a crescenti, o dai raggi cosmici.

Ricercatori del Dipartimento di Fisica contribuiscono agli studi teorici e sperimentali in collaborazioni internazionali al CERN (Ginevra, Svizzera), SLAC (Stanford, USA), FermiLab (USA), e presso i Laboratori Nazionali dell' INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare). Gli esperimenti vengono progettati ed eseguiti in collaborazione con i ricercatori ed i servizi tecnici dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Trieste.