ΠΕΡΙΛΗΨΗ
        Στην παρούσα διπλωματική εργασία ο σκοπός είναι ο αναγνώστης να αποκτήσει μια σαφή εικόνα γύρω από τις επιστημονικές ανακαλύψεις του 20ου και 21ου αιώνα στο χώρο της φυσικής των στοιχειωδών σωματιδίων και την κοσμική ακτινοβολία, που έρχονται να απαντήσουν στα ερωτήματα από τι είμαστε φτιαγμένοι, πώς δημιουργήθηκε το σύμπαν και ποιες ιδιότητες έχουν τα πιο στοιχειώδη σωματίδια της ύλης, αλλά και τι εφαρμογές έχει η Φυσική των Υψηλών Ενεργειών(ΦΥΕ) . Η απουσία της ΦΥΕ από το αναλυτικό πρόγραμμα σπουδών της φυσικής στη δευτεροβάθμια εκπαίδευση καθιστά αναγκαία την ένταξη στη διδασκαλία θεμάτων σύγχρονης φυσικής και των εφαρμογών τους από έναν εκπαιδευτικό προς τους μαθητές του.
      Η εργασία αποτελείται από τρία μέρη. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια ιστορική αναδρομή των χρονολογιών- σταθμών στις ανακαλύψεις των στοιχειωδών σωματιδίων αλλά και των πειραμάτων που οδήγησαν σε αυτές. Στη συνέχεια μελετούμε τις ιδιότητες των σωματιδίων και τα ταξινομούμε ως προς αυτές στον σύγχρονο Πίνακα των στοιχειωδών σωματιδίων του Καθιερωμένου Προτύπου. Περιγράφονται οι βασικές αλληλεπιδράσεις στη φύση, το σωματίδιο του Higgs, οι κύριοι νόμοι διατήρησης στο Καθιερωμένο Πρότυπο, αλλά και αρχές διατήρησης που παραβιάζονται ή είναι προσεγγιστικές, η ηλεκτρασθενής αλληλεπίδραση και η προσδοκία της ενοποίησης των θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων σε μια θεωρία που να τις συμπεριλαμβάνει όλες και να ερμηνεύσει όσα δεν μπορεί το Καθιερωμένο Πρότυπο, όπως για παράδειγμα τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια.
     Στο δεύτερο κεφάλαιο μελετάται η κοσμική ακτινοβολία, η προέλευση της, η σύστασή της, οι μηχανισμοί επιτάχυνσης των κοσμικών ακτίνων και η ανίχνευσή τους με τα τηλεσκόπια νετρίνων και μιονίων.
      Στο τρίτο μέρος τονίζεται την αναγκαιότητα των επιταχυντών για τη μελέτη του μικρόκοσμου, περιγράφονται τα είδη των επιταχυντών και γνωστοί επιταχυντές με επαναστατικά διεθνή πειράματα, με ιδιαίτερη μνεία στο CERN και τα επιτεύγματά του. Τέλος αναλύονται οι κομβικής σημασίας εφαρμογές της ΦΥΕ στην ανθρωπότητα σε τομείς όπως η ιατρική (στη διάγνωση και θεραπεία του καρκίνου και άλλων παθήσεων),η βιομηχανία, οι τέχνες, το περιβάλλον, ακόμα και η κλιματική αλλαγή. Αναδεικνύεται επομένως η σπουδαιότητα του ρόλου της σύγχρονης φυσικής, της Κοσμολογίας και της Αστροφυσικής στην ανεύρεση της αλήθειας για την αρχή και την εξέλιξη του σύμπαντος, αλλά και στην καθημερινότητα μας, στην προστασία του περιβάλλοντος, στην αύξηση του προσδόκιμου ζωής και στις επερχόμενες ανακαλύψεις.

ABSTRACT
       The purpose of this thesis is to provide the reader with a clear understanding of the scientific discoveries of the 20th and 21st centuries in the field of elementary particle physics and cosmic radiation. These discoveries aim to answer fundamental questions such as what we are made of, how the universe was created, and what properties the most elementary particles of matter possess. Additionally, the thesis explores the applications of High Energy Physics (HEP). The absence of HEP from the secondary education physics curriculum highlights the need for integrating modern physics topics and their applications into teaching.

     The thesis is divided into three parts. The first chapter provides a historical overview of key milestones in the discovery of elementary particles and the experiments that led to them. It examines the properties of particles and classifies them according to the Standard Model’s elementary particle table. It also describes the fundamental interactions in nature, the Higgs boson, conservation laws in the Standard Model, approximate or violated conservation principles, the electroweak interaction, and the quest for a unified theory that could encompass all fundamental interactions and address unanswered questions such as dark matter and dark energy.

    The second chapter focuses on cosmic radiation, its origin, composition, acceleration mechanisms, and detection methods, including neutrino and muon telescopes.

    The third chapter emphasizes the necessity of particle accelerators for studying the microscopic world. It describes different types of accelerators and revolutionary international experiments, with a special focus on CERN and its achievements. Finally, the thesis discusses the critical applications of HEP in various fields, such as medicine (for diagnosing and treating cancer and other diseases), industry, the arts, the environment, and even climate change. Ultimately, the study highlights the significance of modern physics, cosmology, and astrophysics in uncovering the truth about the universe’s origin and evolution. It also underscores their impact on daily life, environmental protection, life expectancy, and future discoveries.