A física de partículas não estuda apenas quais são as partículas fundamentais, mas também quais leis e princípios determinam seu comportamento. Para entender o Modelo Padrão, é preciso conhecer as ideias que servem como pano de fundo da teoria.

Um desses pilares é o teorema de Noether, que mostra uma conexão profunda entre simetrias e quantidades conservadas: sempre que uma lei da física não muda sob certo tipo de transformação, existe uma grandeza física que permanece constante. Por exemplo, a simetria no tempo implica conservação da energia, e a simetria no espaço implica conservação do momento.

Outro pilar é a Relatividade Restrita, que nos obriga a repensar as noções clássicas de espaço e tempo. Essa teoria mostra que o tempo não passa do mesmo jeito para todos os observadores e que nada pode viajar mais rápido do que a luz — conceitos essenciais para descrever partículas que se movem a altíssimas velocidades.

Além disso, a Mecânica Quântica traz a surpreendente ideia da dualidade onda-partícula: elétrons, fótons e outras partículas podem se comportar tanto como ondas quanto como corpúsculos, dependendo de como são observados.

Juntas, essas teorias revelam que massa, carga, spin, energia e momento não são apenas números isolados, mas refletem profundas simetrias da natureza. Elas formam a base matemática e conceitual que sustenta o Modelo Padrão, guiando nossa compreensão de como as partículas interagem e como as forças fundamentais moldam o universo.