Les plus petites parties d'un atome sont les fermions, les particules élémentaires qui forment les composants subatomiques de chaque atome. Les atomes, la plus petite particule d'un élément qui conserve encore les propriétés de l'élément, sont composés de protons, de neutrons et d'électrons. Les protons et les neutrons peuvent être décomposés en quarks, un type de fermion. Les électrons sont une classe de leptons, l'autre type de fermion.
Les fermions sont les éléments constitutifs de la matière et de l'énergie dans l'univers, et sont considérés comme les plus petites particules qui existent. Les fermions constituent la majeure partie de ce qui est observé dans l'univers.
Les fermions sont divisés en deux classes : les quarks et les leptons. Il existe six types de quarks : haut, bas, charme, étrange, haut et bas. Les protons et les neutrons sont constitués de trois quarks chacun. Un proton a deux quarks up et un quark down, tandis qu'un neutron a deux quarks down et un quark up. Les quarks ont une charge électrique fractionnaire, mais lorsqu'ils se combinent en hadrons tels que les protons et les neutrons, ils le font dans une formation qui se traduit par une charge électrique nette entière.
Les leptons ont également six types, dont l'électron. Contrairement aux quarks, qui se trouvent toujours en groupes, les leptons sont des particules solitaires.
