היקום שלנו מתפשט. לעובדה מדהימה זו משמעויות רבות מעבר לכל דמיון. כדי להבין, הבה נהפוך את חץ הזמן: עתה היקום מתכווץ, ולכן הולך ונעשה צפוף יותר. צפוף יותר פירושו חם יותר, ולכן, ככל שאנו חוזרים אחורה בזמן, הטמפרטורה עולה. כוכבים וגלקסיות מותכים לאטומים. האלקטרונים משתחררים ונעים בחופשיות, והגרעינים מתפרקים לפרוטונים וניטרונים, הממשיכים להתפרק לחלקיקים יסודיים עוד יותר – הקוורקים והגלואונים. היקום המוקדם הוא פלזמה חמה המכילה את החומרים הבסיסיים ביותר בטבע. כמה רחוק נגיע? הפיזיקה הקלאסית מובילה אותנו למה שנקרא "נקודה סינגולרית": יקום חסר ממדים, שהוא תחילתו של הזמן. בנקודה זו התרחש "המפץ הגדול" המפורסם. אך ההבנה שלנו מפסיקה עוד הרבה קודם. כשהטמפרטורה ביקום עולה על האנרגיות הנגישות לנו במאיצי החלקיקים המהירים ביותר – על פי התיאוריה של התרמודינמיקה, טמפרטורה קשורה לאנרגיה – הפיזיקה הופכת ללא-ידועה. ככל שהטמפרטורה עולה, כך אנו, הפיזיקאים, הופכים עיוורים יותר ויותר, ויכולתנו לחזות ולהסביר פוחתת. כל מה שאנו יודעים עד היום מתואר במודל הכולל את כל החלקיקים היסודיים והכוחות הידועים בטבע; מודל זה נקרא המודל הסטנדרטי של תורת החלקיקים. ככל שהאנרגיה עולה, כך מתווספים ונעשים חשובים עוד ועוד חלקיקים, כוחות וחוקים שאינם מתוארים במודל הסטנדרטי. כמה עוד נוכל לגלות? אנו בעיצומו של עידן ניסויים חדש. במאיץ החלקיקים העצום שבז'נבה (המאיץ ההדרוני הגדול, LHC) מתרחשות התנגשויות של פרוטונים באנרגיות שלא הושגו מעולם עד כה; ולוויינים חדשים מביטים רחוק, אל אור הנמצא בדרכו זה מיליארדי שנים, ולכן מאפשר לנו הצצה אל רגעי הולדתו של היקום. ובינתיים, עשרות ניסויים הנערכים בעומק האדמה תרים אחר ההתנגשויות החלשות של החומר הבלתי ידוע שממנו מורכב רוב היקום, החומר האפל. סביר להניח כי בשנים הקרובות, הבנתנו את היקום תעמיק ותשתנה ללא הכר. כדי להמשיך ולהבין עוד ועוד, עלינו להביט אחורה בזמן. היקום שלנו נוצר באירוע יחיד במינו, ניסוי לא מבוקר שמתוצאותיו אנו נהנים היום. היווצרות היקום היא מקור חשוב מאין כמותו של מידע על העקרונות הבסיסיים ביותר של הטבע. מחקרנו עוסק ברבות מהחידות המובילות אל מעבר למודל הסטנדרטי. אחת השאלות המרכזיות היא: מהו החומר האפל? אף שאנו יודעים על קיומו זה עשרות שנים, זהותו של חומר זה עדיין לוטה בערפל. לאחרונה החל גל חדש של ניסויים, המאפשרים חיפוש אחר סוג של חומר אפל שעד עתה נחשב לבלתי אפשרי לגילוי. ניסויים אלו פותחים צוהר אל עולם שנסתר עד כה מעינינו. הניסוי החלוצי בתחום זה נעשה בהובלתה של קבוצת המחקר התיאורטית והניסיונית בתל-אביב. בד בבד, העבודה התיאורטית בתל-אביב תרה אחר ״המודל הסטנדרטי״ של החומר האפל, שיתאר, בין השאר, את הכוחות הפועלים עליו וכיצד נוצר מיד לאחר המפץ הגדול. נוסף על החומר האפל, אנשי החלקיקים בתל-אביב חוקרים כמה שאלות: מהו מקור המסה של כל החלקיקים שסביבנו? מה מספר לנו המאיץ ההדרוני הגדול על התיאוריה המלאה של הטבע? ומה באמת קרה בשבריר השנייה הראשון שלאחר המפץ הגדול? כיום אנו יודעים על כל אלה יותר מבעבר, אך התמונה עדיין איננה מלאה. החיפוש עודנו בעיצומו.