Bedste svar
Entropi (tidens pil)
Hvorfor havde universet så lav entropi tidligere, resulterer i forskellen mellem fortid og fremtid og den anden lov om termodynamik? Hvorfor observeres CP-overtrædelser i visse svage kraftfald, men ikke andre steder? Er CP-overtrædelser på en eller anden måde et produkt af anden lov om termodynamik, eller er de en separat tidspil? Er der undtagelser fra kausalitetsprincippet? Er der en enkelt mulig fortid? Er det nuværende øjeblik fysisk adskilt fra fortiden og fremtiden, eller er det blot en fremvoksende egenskab af bevidsthed? Hvorfor har tiden en retning? Hvad forbinder tidens kvantepil til den termodynamiske pil?
Fortolkning af kvantemekanik
Hvordan kvantebeskrivelsen af virkeligheden, som inkluderer elementer som superposition af tilstande og bølgefunktion kollaps eller kvantedekoherens, give anledning til den virkelighed, vi opfatter? En anden måde at stille dette spørgsmål på måleproblemet: Hvad udgør en “måling”, der tilsyneladende får bølgefunktionen til at kollapse i en bestemt tilstand? I modsætning til klassiske fysiske processer kan nogle kvantemekaniske processer (såsom kvante-teleportering, der stammer fra kvanteindvikling) ikke være samtidig “lokal”, “kausal” og “reel”, men det er ikke indlysende, hvilke af disse egenskaber der skal ofres, eller hvis en forsøg på at beskrive kvantemekaniske processer i disse sanser er en kategorifejl, således at en korrekt forståelse af kvantemekanik ville gøre spørgsmålet meningsløst.
Grand Unification Theory (“Theory of everything”)
Er der en teori, der forklarer værdierne for alle grundlæggende fysiske konstanter? Er teorien streng teori? Er der en teori, der forklarer, hvorfor målergrupperne i standardmodellen er som de er, hvorfor observeret rumtid har 3 rumlige dimensioner og 1 tidsmæssig dimension, og hvorfor alle fysiske love er som de er? Varierer “grundlæggende fysiske konstanter” over tid? Er nogle af de grundlæggende partikler i standardmodellen for partikelfysik faktisk sammensatte partikler for tæt bundet til at kunne observeres som sådan ved nuværende eksperimentelle energier? Er der grundlæggende partikler, der endnu ikke er blevet observeret, og hvis ja, hvilke er de, og hvad er deres egenskaber? Er der ikke observerede grundlæggende kræfter?
Yang – Mills teori
Gives en vilkårlig kompakt målergruppe, eksisterer der en ikke-triviel kvante Yang – Mills teori med et endeligt massegab? Dette problem er også angivet som et af Millennium-prisproblemerne i matematik.
Fysisk information
Er der fysiske fænomener, såsom bølgefunktionskollaps eller sorte huller, som uigenkaldeligt ødelægger information om deres tidligere tilstande? Hvordan lagres kvanteinformation som en tilstand i et kvantesystem?
Dimensionsløs fysisk konstant
På nuværende tidspunkt kan værdierne for de dimensionsløse fysiske konstanter ikke beregnes; de bestemmes kun ved fysisk måling. Hvad er det mindste antal dimensionelle fysiske konstanter, hvorfra alle andre dimensionsløse fysiske konstanter kan udledes? Er dimensionelle fysiske konstanter overhovedet nødvendige? Er Diracs store antal hypotese sand?
Finjusteret univers
Hvad forklarer, hvorfor de grundlæggende fysiske konstanter er sat i det snævre interval, der er nødvendigt for at understøtte kulstofbaseret liv?
Kosmologi og generel relativitetsteori
Tidsproblem
Hvordan kan tid forenes med generel relativitet?
Kosmisk inflation
Er teorien om kosmisk inflation korrekt, og hvis ja, hvad er detaljerne i denne epoke? Hvad er det hypotetiske inflatonfelt, der giver inflation? Hvis inflation skete på et tidspunkt, er det selvbærende gennem inflation af kvantemekaniske udsving og dermed fortsat et meget fjernt sted?
Horisont problem
Hvorfor er det fjerne univers så homogent, når Big Bang-teorien synes at forudsige større målbare anisotropier på nattehimlen end de observerede? Kosmologisk inflation accepteres generelt som løsningen, men er andre mulige forklaringer såsom en variabel lyshastighed mere passende?
Universets oprindelse og fremtid
Er universet på vej mod en Big Freeze, en Big Rip, en Big Crunch eller en Big Bounce? Eller er det en del af en uendeligt tilbagevendende cyklisk model?
Universets størrelse
Diameteren på det observerbare univers er omkring 93 milliarder lysår, men hvad er størrelsen på hele universet? Findes der et multivers?
Baryon asymmetri
Hvorfor er der langt mere stof end antimateriale i det observerbare univers?
Kosmologisk konstant problem
Hvorfor forårsager vakuumets nulpunktsenergi ikke en stor kosmologisk konstant? Hvad annullerer det?
Anslået fordeling af mørkt stof og mørk energi i universet
Mørk materie / Galaxy-rotationskurve
Hvad er identiteten af mørkt stof?
Er det en partikel? Er det den letteste superpartner (LSP)? [Eller] Peger de fænomener, der tilskrives mørkt stof, ikke på en eller anden form for stof, men faktisk på en udvidelse af tyngdekraften?
Mørk energi
Hvad er årsagen til den observerede accelererede ekspansion (de Sitter-fase) i universet? Hvorfor er energitætheden af den mørke energikomponent i samme størrelsesorden som stofdensiteten i øjeblikket, når de to udvikler sig meget forskelligt over tid kunne det simpelthen være, at vi observerer nøjagtigt på det rigtige tidspunkt? Er mørk energi en ren kosmologisk konstant, eller er modeller af kvintessens såsom fantomenergi anvendelige?
Dark flow
Er et ikke-sfærisk symmetrisk tyngdekraftstræk udefra det observerbare univers, der er ansvarlig for nogle af de observerede bevægelser af store objekter såsom galaktiske klynger i universet?
Ecliptisk justering af CMB-anisotropi
Nogle store mikrobølgeovnens træk ved afstande på over 13 milliarder lysår ser ud til at være på linje med både solsystemets bevægelse og retning. Skyldes dette systematiske fejl i behandlingen, forurening af resultater med lokale effekter eller en uforklarlig overtrædelse af det kopernikanske princip?
Form af universet
Hvad er 3-manifolden til at komme i rummet, dvs. på en komende rumlig sektion af universet, uformelt kaldet “form “af universet? Hverken krumning eller topologi er i øjeblikket kendt, selvom krumning vides at være “tæt” på nul på observerbare skalaer. Den kosmiske inflationshypotese antyder, at universets form kan være umålelig, men siden 2003 har Jean-Pierre Luminet et al. Og andre grupper antydet, at universets form kan være Poincaré-dodecahedral-rummet. Er formen umålelig; Poincaré-rummet; eller en anden 3-manifold?
Kvantitetskraft
Vakuumkatastrofe
Hvorfor har den forudsagte masse af kvantevakuum ringe effekt på universets udvidelse?
Kvantegravitation
Kan kvantemekanik og generel relativitet kan realiseres som en fuldstændig konsistent teori (måske som kvantefeltteori)
Er rumtiden grundlæggende kontinuerlig eller diskret? Ville en konsistent teori involvere en kraft medieret af et hypotetisk graviton eller være et produkt af en diskret struktur af selve rumtiden (som i sløjfekvantitet)? Er der afvigelser fra forudsigelserne om generel relativitet i meget små eller meget store skalaer eller under andre ekstreme omstændigheder, der stammer fra en kvantegravitationsteori?
Sorte huller, sort hul information paradoks og sorte hul stråling
Frembringer sorte huller termisk stråling, som forventet af teoretiske grunde? Indeholder denne stråling information om deres indre struktur, som foreslået af måle-tyngdekraft dualitet eller ej, som antydet af Hawkings oprindelige beregning? Hvis ikke, og sorte huller kan fordampe væk, hvad sker der med den information, der er gemt i dem (siden kvantemekanik sørger ikke for destruktion af information)? Eller stopper strålingen på et eller andet tidspunkt efterlod rester af sort hul? Er der en anden måde at undersøge deres indre struktur på en eller anden måde, hvis en sådan struktur overhovedet findes?
Ekstra dimensioner
Har naturen har mere end fire rumtimedimensioner? Hvis ja, hvad er deres størrelse? Er dimensioner en grundlæggende egenskab ved universet eller et fremvækst resultat af andre fysiske love? Kan vi eksperimentelt observere tegn på højere rumlige dimensioner?
Den kosmiske censurhypotese og antagelsen om kronologibeskyttelse
Kan singulariteter, der ikke er skjult bag en begivenhedshorisont, kendt som “nøgne singulariteter”, stamme fra realistiske indledende betingelser, eller er det muligt at bevise en eller anden version af den “kosmiske censur hypotese “af Roger Penrose, der foreslår, at dette er umuligt?
Ligeledes vil de lukkede tidlige kurver, der opstår i nogle løsninger på ligningerne af generel relativitet (og som indebærer muligheden for baglæns tidsrejser) udelukkes af en teori om kvantegravitation, der forener generel relativitet med kvantemekanik, som foreslået af Stephen Hawkings “kronologibeskyttelsesformodning”?
Lokalitet
Er der ikke-lokale fænomener i kvantefysik ? Hvis de findes, er ikke-lokale fænomener begrænset til sammenfiltringen afsløret i krænkelserne af Bell-ulighederne, eller kan information og konserverede mængder også bevæge sig på en ikke-lokal måde? Under hvilke omstændigheder observeres ikke-lokale fænomener? Hvad indebærer eksistensen eller fraværet af ikke-lokale fænomener om den rumlige tids grundlæggende struktur? Hvordan relaterer dette sig til kvanteindvikling? Hvordan belyser dette den korrekte fortolkning af kvantefysikens grundlæggende natur?
Højenergifysik / partikelfysik
Se også: Beyond the Standard Model
Higgs-mekanisme
Er forgreningsforholdet mellem Higgs boson-forfald i overensstemmelse med standardmodellen? Er der kun en type Higgs-boson?
Planck-partikel
Planck-massen spiller en vigtig rolle i dele af matematisk fysik. En række forskere har antydet eksistensen af en grundlæggende partikel med masse lig med eller tæt på den for Planck-massen. Planck-massen er dog enorm sammenlignet med enhver detekteret partikel, selv sammenlignet med Higgs-partiklen. Mens han arbejdede på Rutherford Laboratory, foreslog Lloyd Motz, at en sådan partikel med Planck-masse sandsynligvis havde eksisteret, men at det meste af dens masse var strålet væk. Andre har antydet, at partikler med tæt på Planck-massen er mikrosorte huller. Det er stadig et uløst problem, hvis der findes eller endda har eksisteret en partikel med tæt på Planck-massen. Dette er indirekte relateret til hierarkiproblemet.
Magnetiske monopol
Var der partikler, der bærer” magnetisk ladning “, i en eller anden fortid med højere energi? Hvis det er tilfældet, forbliver nogen i dag? (Paul Dirac viste eksistensen af nogle typer magnetiske monopol ville forklare ladningskvantisering.)
Proton henfald og spin krise
Er protonen fundamentalt stabil? Eller henfalder det med en begrænset levetid som forudsagt af nogle udvidelser til standardmodellen?
Hvordan bærer kvarker og gluoner spin af protoner?
Supersymmetri
Er rumtids supersymmetri realiseret på TeV-skala? Hvis ja, hvad bryder mekanismen til supersymmetri? Stabiliserer supersymmetri elektrosvækkens skala og forhindrer høje kvantekorrektioner? Indeholder den lyseste supersymmetriske partikel (LSP eller Lightest Supersymmetric Particle) mørkt stof?
Generationer af stof
Hvorfor er der tre generationer af kvarker og leptoner? Er der en teori, der kan forklare masserne af bestemte kvarker og leptoner i bestemte generationer fra de første principper (en teori om Yukawa-koblinger)?
Neutrino masse
Hvad er massen af neutrinoer, uanset om de følger Dirac eller Majorana statistik? Er massehierarki normalt eller omvendt? Overtræder CP fase 0?
Farvebegrænsning
Hvorfor er der aldrig blevet målt en gratis kvark eller gluon, men kun genstande, der er bygget ud af dem, såsom mesoner og baryoner? Hvordan kommer dette fænomen ud af QCD?
Stærkt CP-problem og aksioner
Hvorfor er den stærke nukleare interaktion uændret i paritet og ladningskonjugation? Er Peccei – Quinn-teorien løsningen på dette problem? Kunne aksioner være hovedkomponenten i mørkt stof?
Anomalt magnetisk dipolmoment
Hvorfor er den eksperimentelt målte værdi af muonets anomale magnetiske dipolmoment (“muon g − 2”) signifikant forskellig fra den teoretisk forudsagte værdi af den fysiske konstant?
Protonradius-puslespil
Hvad er den elektriske ladningsradius af protonen? Hvordan adskiller den sig fra gluonisk ladning?
Pentaquarks og andre eksotiske hadroner
Hvilke kombinationer af kvarker er mulige? Hvorfor var pentaquarks så vanskelige at opdage? Er de et tæt bundet system med fem elementære partikler eller en mere svagt bundet parring af en baryon og en meson?
Astronomi og astrofysik
Relativistisk jet. Miljøet venter d AGN, hvor det relativistiske plasma kollimeres til jetfly, der flygter langs polen i det supermassive sorte hul
Astrofysisk stråle
Hvorfor udsender akkretionsskiver, der omgiver visse astronomiske objekter, såsom kernerne i aktive galakser, relativistiske stråler langs deres polære akser?
Hvorfor er der kvasi-periodiske svingninger i mange tiltrædelsesdiske?
Hvorfor skaleres disse svingningers periode som den inverse af det centrale objekts masse?
Hvorfor er der undertiden overtoner , og hvorfor vises disse i forskellige frekvensforhold i forskellige objekter?
Solcyklus
Hvordan genererer solen sit periodisk vendende store magnetfelt? Hvordan genererer andre sollignende stjerner deres magnetfelter, og hvad er lighederne og forskellene mellem stjerneaktivitetscyklusser og Solens?
Hvad forårsagede Maunder Minimum og andre store minima, og hvordan genopretter solcyklussen sig fra en minima-tilstand?
Koronalt opvarmningsproblem
Hvorfor er solens korona (atmosfære lag) så meget varmere end solens overflade? Hvorfor er den magnetiske genforbindelseseffekt mange størrelsesordener hurtigere end forudsagt af standardmodeller?
Diffuse interstellare bånd
Hvad er ansvarlig for de mange interstellare absorptionslinjer, der er opdaget i astronomiske spektre? Har de molekylær oprindelse, og i så fald hvilke molekyler er ansvarlige for dem? Hvordan dannes de?
Supermassive sorte huller
Hvad er oprindelsen til M-sigma-forholdet mellem supermassiv sort hulmasse og galaksehastighedsdispersion?
Rotationskurve for en typisk spiralgalakse: forudsagt (A) og observeret (B). Kan forskellen mellem kurverne tilskrives mørkt stof?
Kuiper-klippe
Hvorfor falder antallet af objekter i solsystemets Kuiper-bælte hurtigt og uventet ud over en radius på 50 astronomiske enheder?
Flyby-anomali
Hvorfor er den observerede energi fra satellitter, der flyver af jorden, undertiden anderledes et minut beløb fra den værdi, der er forudsagt af teorien?
Galaxy rotation problem
Er mørkt stof ansvarligt for forskelle i observeret og teoretisk hastighed af stjerner, der drejer sig om galaksernes centrum, eller er det noget andet?
Supernovaer
Hvad er den nøjagtige mekanisme, hvormed en implosion af en døende stjerne bliver en eksplosion?
Ultra-høj-en rgy kosmisk stråle
Hvorfor ser det ud til, at nogle kosmiske stråler ser ud til at have energier, der er umuligt høje, i betragtning af at der ikke er nogen tilstrækkelig energisk kosmisk strålekilder nær Jorden? Hvorfor er det (tilsyneladende) nogle kosmiske stråler, der udsendes af fjerne kilder, har energi over Greisen – Zatsepin – Kuzmin-grænsen?
Rotationshastighed af Saturn
Hvorfor udviser Saturnus magnetosfære en (langsomt skiftende) periodicitet tæt på den, hvor planetens skyer roterer?Hvad er den sande rotationshastighed for Saturns dybe indre?
Magnetar magnetfeltets oprindelse
Hvad er oprindelsen til magnetar magnetfelt?
Anisotropi i stor skala
Er universet i meget store skalaer anisotropisk, hvilket gør det kosmologiske princip til en ugyldig antagelse? Antallet og intensitetsdipolanisotropi i radio, NRAO VLA Sky Survey (NVSS) katalog er uoverensstemmende med den lokale bevægelse som afledt af kosmisk mikrobølgebaggrund og indikerer en iboende dipolanisotropi. De samme NVSS-radiodata viser også en indre dipol i polarisationsdensitet og grad af polarisering i samme retning som i antal tællinger og intensitet. Der er andre adskillige observationer, der afslører storstilet anisotropi. Den optiske polarisering fra kvasarer viser polarisationsjustering over en meget stor skala af Gpc. Den kosmiske-mikrobølge-bac kground-data viser flere funktioner i anisotropi, som ikke er i overensstemmelse med Big Bang-modellen.
Rumbrøl
Hvorfor er rumbrøl seks gange højere end forventet? Hvad er kilden til rumbrøl?
Alders-metallicitetsrelation i den galaktiske disk
Er der en universel alder-metallicitetsrelation (AMR) i den galaktiske disk (både “tynde” og “tykke” dele af disken)? Selvom der på den lokale (primært tynde) disk på Mælkevejen ikke er tegn på en stærk AMR, er en prøve på 229 nærliggende “tykke” diskstjerner blevet brugt til at undersøge eksistensen af en alders-metallisk relation i den galaktiske tykke skive , og angiv, at der er en alder-metallicitetsrelation til stede i den tykke disk. Stjernealdre fra asteroseismologi bekræfter manglen på nogen stærk alder-metallicitetsrelation i den galaktiske skive.
Lithiumproblemet
Hvorfor er der en uoverensstemmelse mellem den mængde lithium-7, der forventes at blive produceret i Big Bang-nukleosyntese, og den observerede mængde i meget gamle stjerner?
Solvind-interaktion med kometer
I 2007 Ulysses-rumfartøjet passerede gennem halen på kometen C / 2006 P1 (McNaught) og fandt overraskende resultater vedrørende interaktionen mellem solvinden og halen.
Ultraluminøs pulsar
Den ultraluminøse røntgenkilde M82 X-2 blev anset for at være et sort hul, men i oktober 2014-data fra NASAs rumbaserede røntgenteleskop NuStar viste, at M82 X-2 er en pulsar mange gange lysere end Eddington-grænsen.
Injektionsproblemet
Fermi-acceleration menes at være den primære mekanisme, der fremskynder astrofysiske partikler til høj energi. Det er imidlertid uklart, hvilken mekanisme der får disse partikler til at begynde med at have energier, der er høje nok til, at Fermi-acceleration kan arbejde på dem.
Hurtige radio bursts
Forbigående radioimpulser, der kun varer nogle få millisekunder, fra emissionsregioner, der menes at være større end et par hundrede kilometer, og anslås at forekomme flere hundrede gange om dagen. Mens flere teorier er blevet foreslået, er der ingen generelt accepteret forklaring på dem. De kan komme fra kosmologiske afstande, men der er heller ikke enighed om dette.
Kernefysik
“Stabilitetsøen” i proton vs. neutronantal for tunge kerner
Kvantekromodynamik
Hvad er faserne i stærkt interagerende stof, og hvilke roller spiller de i kosmos udvikling ? Hvad er den detaljerede partoniske struktur af nukleoner? Hvad forudsiger QCD for egenskaberne af stærkt interagerende stof? Hvad bestemmer nøglefunktionerne i QCD, og hvad er deres forhold til tyngdekraftens natur og rumtid? Findes der limboller? Får gluoner masse dynamisk på trods af at de har en hvilemasse nul inden for hadroner? Mangler QCD virkelig CP-overtrædelser? Mættes gluoner, når deres beskæftigelsesnummer er stort? Danner gluoner et tæt system kaldet Color Glass Condensate? Hvad er underskrifterne og beviserne for udviklingsligningerne Balitsky-Fadin-Kuarev-Lipatov, Balitsky-Kovchegov, Catani-Ciafaloni-Fiorani-Marchesini?
Kerner og nuklear astrofysik
Hvad er arten af den atomkraft, der binder protoner og neutroner til stabile kerner og sjældne isotoper? Hvad er oprindelsen til enkle mønstre i komplekse kerner?Hvad er arten af eksotiske ophidselser i kerner ved stabilitetens grænser og deres rolle i stjerneprocesser? Hvad er arten af neutronstjerner og tæt nukleart stof? Hvad er oprindelsen til elementerne i kosmos? Hvad er de nukleare reaktioner, der driver stjerner og stjerneksplosioner?
Plasmafysik og fusionskraft
Fusionsenergi kan muligvis levere strøm fra rigelige ressourcer (f.eks. brint) uden den type radioaktivt affald, som fissionsenergi i øjeblikket producerer. Men kan ioniserede gasser (plasma) begrænses længe nok og ved en høj nok temperatur til at skabe fusionskraft? Hvad er den fysiske oprindelse af H-mode?
Atomisk, molekylær og optisk fysik
Abraham – Minkowski kontrovers
Hvad er lysmomentet i optiske medier?
Biofysik
Livets oprindelse. Hvad får død materie til at få liv som ejendomme? Hvilke forhold fører til oprindelsen af selvreplikerende molekyler? Kort sagt livets fysik.
Stokasticitet og robusthed over for støj i genekspression
Hvordan styrer gener vores krop, modstå forskellige eksterne tryk og indre stokasticitet? Visse modeller findes for genetiske processer, men vi er langt fra at forstå hele billedet, især i udvikling, hvor genekspression skal reguleres tæt.
Kvantitativ undersøgelse af immunsystemet
Hvad er de kvantitative egenskaber ved immunresponser? Hvad er de grundlæggende byggesten i immunsystemets netværk? Hvilke roller spiller stokasticitet?
Homochirality
Hvad er oprindelsen til overvægt af specifikke enantiomerer i biokemiske systemer?
Svar
Afhandlingens emne i fysik relaterer forskningen til det uafhængige interesseområde som laboratorieteknikker, matematiske anvendelser i fysik, moderne fysik, kvantefysik, materialevidenskab og centrale opdagelser af universet. Teorierne som relativitetsteorien, kvanteteorien, atomets opdeling og big bang-teorien gav viden til udvikling af teknologier under udvikling som radio, computer, laser, tv og atomvåben. Fra de forskellige typer fysik er elektronisk fysik det område, der kræves meget, da de teknologier, der bruges, fungerer sammen med dette. Et andet emne med vægt på den biologiske strøm og den matematiske strøm til afhandlingens emne er optometri.
Underfelterne i fysik fra den seneste efterspørgsel er kosmologi, biofysik og kondenseret stof. Disse undersøgelser kræver mindre kapitaludgifter og nye områder til forskning. Efter valg af afhandlingens emne skal du kigge på hullerne i litteraturoversigten for at generere ideer til skrivning. De specialiserede emner inden for fysik inkluderer nanoteknologi, rumfart dynamik, meteorologi, partikelfysik, astrofysik, atom- og laserfysik, oceanisk, atmosfærisk, klimavidenskab og planetfysik. Emner som universet, mørk energi, antimateriale, linjens pil er emnerne for mysterium og det bedste emne, hvis du er en science-freak.
Find nedenunder de listede hotte emner til afhandling skriftligt i fysik .
· Analyser, forstå og syntetiser superledere.
· Analyser karakteriseringen af eksotiske magnetiske materialer
· Analyser kvanteberegning og kvanteindvikling
· Gennemfør forskning i reaktionsdynamikken fra enkle atomkollisioner
· Analyser forbedringerne af hybridteknikker til scanning af tunnelmikroskopi og atomkraft mikroskopi.
· Eksperimenter med standardmodellen for partikelfysik.
· Analyser nuklear fusion.
· Analyser nuklear fusion.