핵 입자 물리와 우주론에서는 자연에서 가장 작은 입자, 원자핵으로부터 시작하여 가장 큰 우주까지 연구합니다. 또 이 우주의 시작인 빅뱅에서 현재 우주에서 일어나는 여러가지 현상도 연구하여 시간적, 공간적으로 매우 넓은 영역을 다루고 있습니다. 흥미롭게도 입자, 원자핵과 같은 미시세계의 연구는 우주와 같은 거시세계의 연구와 밀접한 관계가 있어서 상호 보완적으로 연구를 진행할 수 있습니다.
빅뱅 직후의 우주는 매우 높은 에너지를 가지고 있어서 지금까지 인류가 발견하지 못한 새로운 입자들의 세계였을 것으로 생각합니다. 입자물리에서는 이러한 새로운 입자들을 실험실에서 다시 만들어 보거나 이론적으로 설명하려고 노력하고 있습니다. 또한 알려진 입자들의 여러가지 성질도 정밀하게 알아 낼 수 있으면 이 우주의 기초 설계도를 그려 볼 수 있고 이로부터 초기 우주의 역사를 알아 낼 수도 있습니다.
처음 아무것도 없던 우주에 지금은 여러가지 원소들이 존재합니다. 원자핵의 성질을 잘 연구하면 이러한 여러가지 원소들이 우주 어디에서, 어떻게 만들어졌는지를 알 수 있습니다. 또한 지금 우주에서 일어나고 있는 초신성 폭발과 같은 격렬한 현상들을 이해하려면 원자핵의 성질이 필요합니다. 우주에서 은하와 같은 것들이 만들어지고 변화하는 과정은 컴퓨터를 이용한 모의실험을 이용하여 볼 수도 있습니다.
결국 핵 입자 물리와 우주론은 미시세계의 연구를 통하여 우주의 역사는 물론 먼 곳에서 지금도 일어나고 있는 여러가지 현상들을 종합적으로 이해하는 학문입니다.
