อิเล็กตรอน
อิเล็กตรอน () (สัญลักษณ์ e) เป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นลบ ไม่มีใครรู้จักส่วนประกอบหรือโครงสร้างพื้นฐานของมัน; ในคำกล่าวอื่น ๆ เช่น คาดกันโดยทั่วไปว่ามันจะเป็นอนุภาคที่เป็นมูลฐาน อิเล็กตรอนมีมวลที่เป็นประมาณ 1/18636 เท่าของโปรตอน โมเมนตัมเชิงมุมภายใน (สปิน) ของอิเล็กตรอนเป็นค่าครึ่งจำนวนเต็มในหน่วยของ ħ ซึ่งหมายความว่ามันเป็น เฟอร์เมียน (fermion) ปฏิยานุภาคของอิเล็กตรอนเรียกว่าโพซิตรอน มันเป็นเหมือนกันกับอิเล็กตรอนยกเว้นแต่ว่าจะมีค่าประจุไฟฟ้าและอื่น ๆ ที่มีลักษณะตรงกันข้าม เมื่ออิเล็กตรอนชนกันกับโพซิตรอน อนุภาคทั้งสองอาจกระจัดกระจายออกจากกันและกัน หรือถูกประลัย (annihilate)โดยสิ้นเชิง การผลิตคู่ (หรือมากกว่านั้น) เกิดขึ้นจากโฟตอนรังสีแกมมา อิเล็กตรอน ซึ่งถือเป็นรุ่นแรกของตระกูลอนุภาคเลปตอน (lepton) มีส่วนร่วมในแรงโน้มถ่วง มีปฏิสัมพันธ์กับแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงแบบอ่อน อิเล็กตรอนเช่นเดียวกับสสารทั้งหมด มีคุณสมบัติทางกลศาสตร์ควอนตัมของทั้งคู่อนุภาคและคลื่น วิ่งอยู่รอบๆ นิวเคลียสตามระดับพลังงานของอะตอมนั้นๆ โดยส่วนมากของอะตอม จำนวน อิเล็กตรอน ในอะตอมที่เป็นกลางทางไฟฟ้าจะมีเท่ากับจำนวน โปรตอน เช่น ไฮโดรเจนมีโปรตอน 1 ตัว และอิเล็กตรอน 1 ตัว ฮีเลียมมีโปรตอน 2 ตัว และอิเล็กตรอน 2 ตัว
โปรตอน
ที่อุณหภูมิต่ำเพียงพอ โปรตอนอิสระจะยึดเหนี่ยวกับ อิเล็กตรอน อย่างไรก็ตามลักษณะของโปรตอนที่มีการยึดเหนี่ยวดังกล่าว ไม่ได้มีการเปลี่ยนแปลง และพวกมันก็ยังคงโปรตอน โปรตอนเร็วที่กำลังเคลื่อนที่ผ่านสสาร จะชะลอความเร็วโดยการมีปฏิสัมพันธ์กับอิเล็กตรอนและนิวเคลียส จนกระทั่งมันถูกจับโดย เมฆอิเล็กตรอน ของอะตอม ผลที่ได้ก็คืออะตอมโปรโตเนต, ซึ่งเป็น ส่วนผสมทางเคมี ของไฮโดรเจน ในสูญญากาศ เมื่ออิเล็กตรอนอิสระปรากฏขึ้น โปรตอนที่ช้าเพียงพออาจจับเข้ากับอิเล็กตรอนอิสระเดี่ยวกลายเป็น อะตอมของไฮโดรเจน ที่เป็นกลาง ซึ่งในทางเคมีเป็น อนุมูลอิสระ "อะตอมของไฮโดรเจนอิสระ" ดังกล่าวมีแนวโน้มที่จะตอบสนองทางเคมีกับอะตอมหลายชนิดอื่น ๆ ที่พลังงานต่ำพอเพียง เมื่ออะตอมไฮโดรเจนอิสระหลายตัวทำปฏิกิริยากันเอง พวกมันก่อตัวเป็นโมเลกุลของไฮโดรเจนที่เป็นกลาง (H) ซึ่งเป็นส่วนประกอบของโมเลกุลที่พบบ่อยที่สุดของ เมฆโมเลกุล ในอวกาศระหว่างดวงดาว จากนั้นโมเลกุลดังกล่าวของไฮโดรเจนบนโลกอาจทำตัวเป็น (ระหว่างผู้ใช้อื่น ๆ อีกมากมาย) แหล่งที่สะดวกของโปรตอนสำหรับเครื่องเร่งอนุภาค (ตามที่ถูกใช้ในการบำบัดโรคด้วยโปรตอน) และการทดลองด้านฟิสิกส์ของอนุภาคแฮดรอน ที่ต้องใช้โปรตอนเพื่อเร่งความเร็ว ด้วยตัวอย่างที่มีการตั้งข้อสังเกตและที่มีประสิทธิภาพอย่างมากที่สุดคือการเป็น เครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่