主題:物理學
物理學是一門自然科學,注重於研究物質、能量、空間、時間,尤其是它們各自的性質與彼此之間的相互關係。物理學是關於大自然規律的知識;更廣義地說,物理學探索分析大自然所發生的現象,以了解其規則。
物理學是最古老的學術之一。在過去兩千年裏,物理學與化學、天文學都曾歸屬於自然哲學。直到十七世紀科學革命之後,物理學才成為一門獨立的自然科學。物理學與其它很多跨領域研究有相當的交集,如生物物理學、量子化學等等。物理學的疆界並不是固定不變的,物理學裏的創始突破時常可以用來解釋這些跨領域研究的基礎機制,有時還會開啟嶄新的跨領域研究。
物理學是自然科學中最基礎的學科之一。經過嚴謹思考論證,物理學者會提出表述大自然現象與規律的假說。倘若這假說能夠通過大量嚴格的實驗檢驗,則可以被歸類為物理定律。但正如很多其他自然科學理論一樣,這些定律不能被證明,其正確性只能靠着反覆的實驗來檢驗。
在理論物理學中,AdS/CFT對偶(AdS/CFT correspondence)又稱馬爾達西那對偶和規範/重力對偶,全稱為反德西特/共形場論對偶(Anti-de Sitter/Conformal Theory correspondence),是兩種物理理論間的假想聯繫。對偶的一邊是共形場論,是量子場論的一種,量子場論中還包括與描述基本粒子的楊-米爾斯理論相近的其他理論。而對偶的另一邊則是反德西特空間(AdS),是用於量子重力理論的空間,以弦理論或M理論表述。此對偶代表着人類理解弦理論和量子重力的重大躍進。這是因為它為某些邊界條件的弦理論表述提供了非微擾表述。同時也因為它是全息原理最成功的實踐,全息原理是量子重力的概念,最初由傑拉德·特·胡夫特提出,之後由李奧納特·蘇士侃改良及提倡。它亦為強耦合量子場論提供了強大的研究工具。此對偶的有用之處主要是在於它是一種強弱對偶;量子場論中的場有着很強的相互作用,而重力場的相互作用則很弱,因此在數學上也比較容易對付。所以在核物理與凝聚態物理學的研究中可以利用這對偶,將該領域的難題轉譯成數學上較易於對付的弦理論難題。AdS/CFT對偶最早由胡安·馬爾達西那於1997年末提出。而對偶的重要方面則由另外兩篇論文詳述,一篇是由史蒂芬·格布瑟、伊戈爾·克列巴諾夫和亞歷山大·泊里雅科夫合著的,另一篇則是愛德華·威滕所撰寫。截至2010年,馬爾達西那的論文被超過7,000篇其他論文引用,名列高能物理領域引用次數的首位。
阿波羅太空船,是為了實現美國阿波羅計劃而設計的一個一次性使用的太空飛行器。該計劃旨在於1960年代結束前成功完成載人登月並安全返回地球。阿波羅太空船由指令/服務艙及登月艙所組成。在組裝運載火箭時,則多附加了兩個部件在太空船上:發射逃逸系統,只在發射時出現緊急狀況時使用;以及太空船/登月艙接合器,用來裝載登月艙並將指令/服務艙與運載火箭相連。圖為阿波羅太空船的完整架構。
在物理學中,布拉格定律給出晶格的相干及不相干散射角度。當X射線入射於原子時,跟任何電磁波一樣,它們會使電子雲移動。電荷的運動把波動以同樣的頻率再發射出去(會因其他各種效應而變得有點模糊);這種現象叫瑞利散射(或彈性散射)。散射出來的波可以再相互散射,但這種二次散射可以被忽略。這些被重新發射出來的波會相互干涉,可能是摧毀性干涉,也可能是建設性干涉,在探測器或底片上產生繞射圖樣。這現象叫布拉格繞射。
宇宙視界問題(universe horizon problem):為什麼大爆炸理論對於夜晚天空的各向異性的預測值似乎大於觀測數據,而遙遠的宇宙卻顯得那麼均勻?宇宙暴脹理論已廣泛地被天文學者接受為解答,但仍舊可能會有其它解答,例如,光速可變理論。
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背景知識: 參看傳記, 科學史, 和學院介紹.
2020年焦點新聞 下列日期是新聞發佈時間,而非事件發表或發現時間
- 10月6日,羅傑·潘洛斯、安德烈婭·蓋茲和賴因哈德·根策爾因對於黑洞的傑出研究獲得諾貝爾物理學獎。
- 6月15日,德國法蘭克福大學教授研究團隊做實驗首次證實九十年前阿諾·索末菲提出的理論:當光子撞擊到單獨分子並且使其發射出電子時,該單獨離子會朝着光源移動。
- 5月6日,歐洲南天天文台研究團隊宣佈,在恆星星系HD 167128觀測到距今為止距離地球最近的黑洞。
- 10月8日,因為對於人們了解宇宙演化與地球在宇宙裏的席位做出貢獻,吉姆·皮布爾斯、米歇爾·麥耶和迪迪埃·奎洛茲獲得2019年諾貝爾物理學獎。
- 7月31日,大型強子對撞機的超環面儀器實驗團隊找到光子與光子散射的確切證據,超過背景期望值8.2 個標準差。
- 7月15日,美國NIST研究團隊發展成功當今最準確的時鐘,Al+離子鐘,準確度為1018分之一。
- 5月22日,阿貢國家實驗室實驗團隊發現新超導材料三氫化鑭,其臨界超導溫度為-23C,是至今為止最高溫度。
- 4月10日,事件視界望遠鏡團隊宣佈,首次成功觀測到在室女A星系中央的超大質量黑洞。
- 3月29日,麻省理工學院實驗團隊報告,暗物質實驗ABRACADABRA 第一回合並未發現任何軸子存在的蛛絲馬跡。
- 3月21日,雪城大學教授薛爾頓·斯同恩的研究團隊做實驗證實,魅夸克的物質與反物質對於衰變具有不對稱性,這可能是物質宇宙形成的重要因素。
- 3月15日,使用緲子探測器,塔塔基礎研究學院的研究團隊發現,雷暴可以產生高達13億伏特的電壓!
- 1月3日,中國國家航天局的探測器嫦娥四號成功在月球背面南半部的馮·卡門環形山着陸。
- 1623年6月19日,布萊茲·帕斯卡誕生。
- 1736年6月14日,查爾斯·庫侖誕生。
- 1773年6月14日,托馬斯·楊誕生。
- 1796年6月1日,尼古拉·卡諾誕生。
- 1798年6月,亨利·卡文迪許成功測定地球質量。
- 1824年6月12日,尼古拉·卡諾發表了他的熱機理論。
- 1831年6月13日,詹姆斯·麥克斯韋誕生。
- 1871年6月,麥克斯韋提出了他的麥克斯韋妖理想實驗。
- 1902年6月27日,趙忠堯誕生。
- 1905年6月30日,愛因斯坦在德國《物理年鑑》發表《論動體的電動力學》一文。首次提出了狹義相對論。
- 1906年6月8日,瑪麗亞·格佩特-梅耶誕生。
- 1931年6月,歐內斯特·勞倫斯在加利福尼亞大學伯克利分校建造了第一台粒子回旋加速器。
- 1995年6月5日,埃里克·康奈爾、沃爾夫岡·克特勒和卡爾·威曼在實驗天體物理聯合研究所首次成功製得了玻色-愛因斯坦凝聚態物質,三人為此獲得2001年的諾貝爾物理學獎。