Kodolfizika
Šī fizikas nozare nodarbojas ar atomu kodola struktūru un starojumu no nestabiliem kodoliem. Aptuveni 10 000 reižu mazākas par atomu, kodola, protonu un neitronu sastāvā esošās daļiņas tik ļoti piesaista kodolenerģijas spēkus, ka kodolenerģijas ir aptuveni 1 000 000 reižu lielākas nekā tipiskās atomu enerģijas. Kodora teorija ir nepieciešama, lai izprastu kodola struktūru.
Tāpat kā satraukti atomi, nestabili radioaktīvie kodoli (dabiski sastopami vai mākslīgi radīti) var izstarot elektromagnētisko starojumu. Enerģētiskos kodola fotonus sauc par gamma stariem. Radioaktīvie kodoli izstaro arī citas daļiņas: negatīvos un pozitīvos elektronus (beta starus), kam pievienoti neitrīni, un hēlija kodolus (alfa stari).
Galvenais kodolfizikas pētniecības instruments ir daļiņu (piemēram, protonu vai elektronu) staru kūļa izmantošana, kas kā šāviņi vērsta pret kodolmērķiem. Atklājošās daļiņas un visi radušies kodolieroču fragmenti tiek atklāti, un tiek analizēti to virzieni un enerģija, lai atklātu kodola struktūras detaļas un uzzinātu vairāk par spēcīgo spēku. Par beta staru izstarošanu ir daudz vājāks kodolspēks, tā sauktā vāja mijiedarbība. Kodolu sadursmju eksperimentos izmanto augstākas enerģijas daļiņu, ieskaitot nestabilu daļiņu, kuras sauc par mezoniem, starus, ko rada primārās kodola sadursmes paātrinātājos, kas dublēti mezona rūpnīcās. Mezona apmaiņa starp protoniem un neitroniem ir tieši atbildīga par spēcīgo spēku. (Informāciju par mezonu pamatā esošo mehānismu skatīt zemāk Pamatspēki un lauki.)
Radioaktivitātes laikā un sadursmēs, kas izraisa kodolu sabrukšanu, kodolmērķa ķīmiskā identitāte tiek mainīta ikreiz, kad notiek izmaiņas kodolieroču lādiņā. Sadalīšanās un kodolsintēzes kodolreakcijās, kurās nestabilie kodoli attiecīgi tiek sadalīti mazākos kodolos vai apvienoti lielākos, enerģijas izdalīšanās ievērojami pārsniedz jebkuras ķīmiskās reakcijas enerģiju.
