แบบจำลองมาตรฐานอธิบายสามในสี่ของแรงพื้นฐานที่ควบคุมจักรวาล แม่เหล็กไฟฟ้า แรงที่แรง และแรงที่อ่อน แม่เหล็กไฟฟ้าถูกนำพาโดยโฟตอนและเกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก แรงที่กระทำโดยกลูออนจะจับนิวเคลียสของอะตอมเข้าด้วยกันเพื่อทำให้เสถียร แรงอย่างอ่อนที่บรรทุกโดย W และ Z bosons ทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ขับเคลื่อน ทฤษฎี ดวงอาทิตย์และดาวอื่นๆ ของเรามาเป็นเวลาหลายพันล้านปี แรงพื้นฐานที่สี่คือแรงโน้มถ่วง ซึ่งแบบจำลองมาตรฐานไม่ได้อธิบายอย่างเพียงพอ แม้จะประสบความสำเร็จในการอธิบายเอกภพ แต่ Standard Model ก็มีขีดจำกัด ตัวอย่างเช่นฮิกส์โบซอน ให้มวลแก่ควาร์ก เลปตอนที่มีประจุ (เช่น อิเล็กตรอน) และโบซอน W และ Z อย่างไรก็ตาม เรายังไม่ทราบว่าฮิกส์โบซอนยังให้มวลแก่นิวตริโน หรือไม่ ซึ่งเป็นอนุภาคผีสิงที่มีปฏิสัมพันธ์น้อยมากกับสสารอื่นๆ ในจักรวาล นอกจากนี้ นักฟิสิกส์ยังเข้าใจว่าประมาณร้อยละ 95 ของเอกภพไม่ได้สร้างจากสสารธรรมดาอย่างที่เราทราบ จักรวาลส่วนใหญ่ประกอบด้วยสสารมืดและพลังงานมืดที่ไม่เข้ากับแบบจำลองมาตรฐาน DOE มีประวัติอันยาวนานในการสนับสนุนการวิจัยเกี่ยวกับอนุภาคมูลฐาน ควาร์กห้าในหกประเภท เลปตันหนึ่งประเภท และนิวตริโนทั้งสามชนิดถูกค้นพบที่ห้องทดลองแห่งชาติของ DOE ปัจจุบัน นักวิจัยที่ได้รับการสนับสนุนจากสำนักงานวิทยาศาสตร์ของ DOE ซึ่งมักจะร่วมมือกับนักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลก