Jedrska fizika
Ta veja fizike se ukvarja s strukturo atomskega jedra in sevanjem iz nestabilnih jeder. Približno 10.000-krat manjši od atoma se sestavni delci jedra, protoni in nevtroni medsebojno privlačijo tako močno z jedrskimi silami, da so jedrske energije približno 1.000.000-krat večje od značilnih atomskih energij. Kvantna teorija je potrebna za razumevanje jedrske strukture.
Tako kot vzbujeni atomi tudi nestabilna radioaktivna jedra (bodisi v naravi bodisi umetno nastajajo) lahko oddajajo elektromagnetno sevanje. Energijski jedrski fotoni se imenujejo gama žarki. Radioaktivna jedra oddajajo tudi druge delce: negativne in pozitivne elektrone (beta žarki), ki jih spremljajo nevtrini in helijeva jedra (alfa žarki).
Glavno raziskovalno orodje jedrske fizike vključuje uporabo delcev (npr. Protonov ali elektronov), usmerjenih kot izstrelki proti jedrskim ciljem. Zaznani so delci in vsi nastali jedrski delci, njihove smernice in energije pa se analizirajo, da se razkrijejo podrobnosti jedrske strukture in da se izvede več o močni sili. Za oddajanje beta žarkov je odgovorna veliko šibkejša jedrska sila, tako imenovana šibka interakcija. V poskusih jedrskega trčenja se uporabljajo žarki višjeenergijskih delcev, vključno s tistimi iz nestabilnih delcev, imenovanih mezoni, proizvedeni s primarnimi jedrskimi trki v pospeševalcih, imenovanih tovarne meson. Za močno silo je neposredno odgovorna izmenjava mezonov med protoni in nevtroni. (Za mehanizem, ki leži pod mezoni, glej spodaj Temeljne sile in polja.)
Pri radioaktivnosti in v trkih, ki vodijo do razpada jedrske snovi, se kemična identiteta jedrskega cilja spremeni, kadar koli se spremeni jedrski naboj. Pri jedrskih in fuzijskih jedrskih reakcijah, v katerih so nestabilna jedra razdeljena na manjša jedra ali združena v večja, sproščanje energije močno presega tisto pri kateri koli kemični reakciji.
