Migliore risposta
Entropia (freccia del tempo)
Perché luniverso ha avuto così bassa entropia in passato, con conseguente distinzione tra passato e futuro e la seconda legge della termodinamica? Perché si osservano violazioni di CP in certi decadimenti di forza debole, ma non altrove? Le violazioni di CP sono in qualche modo un prodotto della Seconda Legge della Termodinamica o sono una freccia del tempo separata? Esistono eccezioni al principio di causalità? Esiste un unico possibile passato? Il momento presente è fisicamente distinto dal passato e dal futuro o è semplicemente una proprietà emergente della coscienza? Perché il tempo ha una direzione? Cosa collega la freccia quantistica del tempo alla freccia termodinamica?
Interpretazione della meccanica quantistica
Come funziona la descrizione quantistica della realtà, che include elementi come la sovrapposizione di stati e la funzione donda collasso o decoerenza quantistica, danno origine alla realtà che percepiamo? Un altro modo per porre questa domanda riguarda il problema della misurazione: cosa costituisce una “misurazione” che apparentemente fa collassare la funzione donda in uno stato definito? A differenza dei processi fisici classici, alcuni processi quantomeccanici (come il teletrasporto quantistico derivante dallentanglement quantistico) non possono essere simultaneamente “locali”, “causali” e “reali”, ma non è ovvio quale di queste proprietà debba essere sacrificata o se un il tentativo di descrivere i processi della meccanica quantistica in questi sensi è un errore di categoria tale che una corretta comprensione della meccanica quantistica renderebbe la domanda priva di significato.
Teoria della Grande Unificazione (“Teoria di tutto”)
Esiste una teoria che spieghi i valori di tutte le costanti fisiche fondamentali? La teoria è la teoria delle stringhe? Esiste una teoria che spieghi perché i gruppi di gauge del modello standard sono come sono, perché lo spaziotempo osservato ha 3 dimensioni spaziali e 1 dimensione temporale, e perché tutte le leggi della fisica sono come sono? Le “costanti fisiche fondamentali” variano nel tempo? Alcune delle particelle fondamentali nel modello standard della fisica delle particelle sono effettivamente particelle composte troppo strettamente legate per essere osservate come tali alle attuali energie sperimentali? Esistono particelle fondamentali che non sono state ancora osservate e, in caso affermativo, quali sono e quali sono le loro proprietà? Esistono forze fondamentali inosservate?
Teoria di Yang – Mills
Dato un gruppo di gauge compatto arbitrario, esiste una teoria quantistica non banale di Yang – Mills con un gap di massa finita? Questo problema è anche elencato come uno dei problemi del Millennium Prize in matematica.
Informazioni fisiche
Esistono fenomeni fisici, come il collasso della funzione donda o buchi neri, che distruggono irrevocabilmente le informazioni sui loro stati precedenti? Come vengono memorizzate le informazioni quantistiche come stato di un sistema quantistico?
Costante fisica senza dimensioni
Al momento, i valori delle costanti fisiche adimensionali non possono essere calcolati; sono determinati solo da misurazioni fisiche. Qual è il numero minimo di costanti fisiche adimensionali da cui possono essere derivate tutte le altre costanti fisiche adimensionali? Le costanti fisiche dimensionali sono necessarie? Lipotesi dei grandi numeri di Dirac è vera?
Universo ottimizzato
Cosa spiega perché le costanti fisiche fondamentali sono impostate nellintervallo ristretto necessario per supportare la vita basata sul carbonio?
Cosmologia e relatività generale
Problema del tempo
Come conciliare il tempo con la relatività generale?
Inflazione cosmica
La teoria dellinflazione cosmica è corretta e, in caso affermativo, quali sono i dettagli di questepoca? Qual è lipotetico campo di inflazione che dà origine allinflazione? Se linflazione si è verificata a un certo punto, è autosufficiente attraverso linflazione di fluttuazioni quantomeccaniche e quindi continua in un luogo estremamente distante?
Problema dellorizzonte
Perché luniverso distante è così omogeneo quando la teoria del Big Bang sembra prevedere anisotropie misurabili più grandi del cielo notturno di quelli osservati? Linflazione cosmologica è generalmente accettata come soluzione, ma sono più appropriate altre possibili spiegazioni come una velocità variabile della luce?
Origine e futuro delluniverso
Luniverso si sta dirigendo verso un Big Freeze, un Big Rip, un Big Crunch o un Big Bounce? O fa parte di un modello ciclico infinitamente ricorrente?
Dimensione delluniverso
Il diametro delluniverso osservabile è di circa 93 miliardi di anni luce, ma qual è la dimensione dellintero universo? Esiste un multiverso?
Asimmetria barionica
Perché cè molta più materia che antimateria nelluniverso osservabile?
Problema della costante cosmologica
Perché lenergia del punto zero del vuoto non causa una grande costante cosmologica? Cosa lo annulla?
Distribuzione stimata della materia oscura e dellenergia oscura nelluniverso
Curva di rotazione materia oscura / galassia
Qual è lidentità della materia oscura?
È una particella? È il superpartner più leggero (LSP)? [Oppure] I fenomeni attribuiti alla materia oscura non indicano una qualche forma di materia ma in realtà unestensione della gravità?
Energia oscura
Qual è la causa dellespansione accelerata osservata (fase de Sitter) dellUniverso? Perché la densità di energia della componente di energia oscura è della stessa grandezza della densità della materia al momento quando i due si evolvono in modo abbastanza diverso nel tempo? potrebbe essere semplicemente che stiamo osservando esattamente al momento giusto? Lenergia oscura è una pura costante cosmologica o sono applicabili modelli di quintessenza come lenergia fantasma?
Flusso oscuro
Unattrazione gravitazionale non sfericamente simmetrica proveniente dallesterno dellUniverso osservabile è responsabile di alcuni dei movimenti osservati di oggetti di grandi dimensioni come gli ammassi galattici nelluniverso?
Allineamento eclittico dellanisotropia CMB
Alcuni grandi le caratteristiche del cielo a microonde a distanze di oltre 13 miliardi di anni luce sembrano essere allineate sia al movimento che allorientamento del sistema solare. Ciò è dovuto a errori sistematici nellelaborazione, contaminazione dei risultati da effetti locali o una violazione inspiegabile del principio copernicano?
Forma di lUniverso
Qual è la 3-varietà di spazio in movimento, cioè di una sezione spaziale in movimento dellUniverso, chiamata informalmente la “forma “dellUniverso? Né la curvatura né la topologia sono attualmente note, sebbene sia noto che la curvatura è “vicina” a zero su scale osservabili. Lipotesi dellinflazione cosmica suggerisce che la forma dellUniverso potrebbe non essere misurabile, ma, dal 2003, Jean-Pierre Luminet, et al. E altri gruppi hanno suggerito che la forma dellUniverso potrebbe essere lo spazio dodecaedrico di Poincaré. La forma è incommensurabile; lo spazio di Poincaré; o unaltra 3 varietà?
Gravità quantistica
Catastrofe del vuoto
Perché la massa prevista del vuoto quantistico ha scarso effetto sullespansione delluniverso?
Gravità quantistica
Può la meccanica quantistica e la relatività generale può essere realizzata come una teoria pienamente coerente (forse come una teoria quantistica dei campi)
Lo spaziotempo è fondamentalmente continuo o discreto? Una teoria coerente implicherebbe una forza mediata da un ipotetico gravitone, o sarebbe un prodotto di una struttura discreta dello spaziotempo stesso (come nella gravità quantistica a loop)? Ci sono deviazioni dalle previsioni della relatività generale su scale molto piccole o molto grandi o in altre circostanze estreme che derivano da una teoria della gravità quantistica?
Buchi neri, paradosso dellinformazione dei buchi neri e radiazione dei buchi neri
I buchi neri producono radiazioni termiche, come previsto su basi teoriche? Questa radiazione contiene informazioni sulla loro struttura interna, come suggerito dalla dualità gauge-gravità, oppure no, come implicito nel calcolo originale di Hawking? In caso contrario, ei buchi neri possono evaporare, cosa succede alle informazioni in essi immagazzinate (poiché la meccanica quantistica non prevede la distruzione delle informazioni) oppure la radiazione si ferma a un certo punto lasciando i resti di un buco nero? Cè un altro modo per sondare la loro struttura interna in qualche modo, se una tale struttura esiste?
Dimensioni extra
Natura hanno più di quattro dimensioni spaziotemporali? In caso affermativo, qual è la loro dimensione? Le dimensioni sono una proprietà fondamentale delluniverso o un risultato emergente di altre leggi fisiche? Possiamo osservare sperimentalmente prove di dimensioni spaziali superiori?
Lipotesi della censura cosmica e la congettura della protezione della cronologia
Le singolarità non nascoste dietro un orizzonte degli eventi, note come “singolarità nude”, possono derivare da condizioni iniziali realistiche, oppure è possibile provare una qualche versione della “censura cosmica ipotesi “di Roger Penrose che propone che ciò sia impossibile?
Allo stesso modo, le curve chiuse di tipo temporale che sorgono in alcune soluzioni alle equazioni della relatività generale (e che implica la possibilità di un viaggio nel tempo allindietro) essere esclusa da una teoria della gravità quantistica che unisce la relatività generale con la meccanica quantistica, come suggerito dalla “congettura di protezione della cronologia” di Stephen Hawking?
Località
Esistono fenomeni non locali nella fisica quantistica ? Se esistono, i fenomeni non locali sono limitati allentanglement rivelato nelle violazioni delle disuguaglianze di Bell, oppure le informazioni e le quantità conservate possono muoversi anche in modo non locale? In quali circostanze si osservano fenomeni non locali? Cosa implica lesistenza o lassenza di fenomeni non locali riguardo alla struttura fondamentale dello spaziotempo? In che modo questo si collega allentanglement quantistico? In che modo questo chiarisce la corretta interpretazione della natura fondamentale della fisica quantistica?
Fisica delle alte energie / fisica delle particelle
Vedi anche: Oltre il modello standard
Meccanismo di Higgs
I rapporti di ramificazione dei decadimenti del bosone di Higgs sono coerenti con il modello standard? Esiste un solo tipo di bosone di Higgs?
particella di Planck
La massa di Planck gioca un ruolo importante in alcune parti della fisica matematica. Una serie di ricercatori ha suggerito lesistenza di una particella fondamentale con massa uguale o vicina a quella della massa di Planck. La massa di Planck è comunque enorme rispetto a qualsiasi particella rilevata anche rispetto alla particella di Higgs. Mentre lavorava al Rutherford Laboratory, Lloyd Motz suggerì che una tale particella con massa di Planck probabilmente era esistita ma che la maggior parte della sua massa si era irradiata via. Altri hanno suggerito che le particelle con una massa vicina alla massa di Planck siano micro buchi neri. È ancora un problema irrisolto se esiste o addirittura è esistita una particella con massa vicina alla massa di Planck. Questo è indirettamente correlato al problema della gerarchia.
Monopoli magnetici
Le particelle che trasportano” carica magnetica “sono esistite in qualche epoca passata ad energia superiore? In caso affermativo, ne rimane qualcuno oggi? (Paul Dirac ha mostrato lesistenza di alcuni tipi di monopoli magnetici spiegherebbe la quantizzazione della carica.)
Decadimento protonico e crisi di spin
Il protone è fondamentalmente stabile? O decade con una durata finita, come previsto da alcune estensioni del modello standard?
Come fanno i quark e i gluoni a trasmettere lo spin di protoni?
Supersimmetria
La supersimmetria dello spaziotempo è realizzata su scala TeV? In caso affermativo, qual è il meccanismo di rottura della supersimmetria? La supersimmetria stabilizza la scala elettrodebole, prevenendo correzioni quantistiche elevate? La particella supersimmetrica più leggera (LSP o Lightest Supersymmetric Particle) comprende la materia oscura?
Generazioni di materia
Perché ci sono tre generazioni di quark e leptoni? Esiste una teoria che possa spiegare le masse di particolari quark e leptoni in particolari generazioni a partire dai principi primi (una teoria degli accoppiamenti Yukawa)?
Massa dei neutrini
Qual è la massa dei neutrini, se seguono le statistiche di Dirac o di Majorana? La gerarchia di massa è normale o invertita? Il PC viola la fase 0?
Limitazione del colore
Perché non è mai stato misurato un quark o un gluone libero, ma solo oggetti che ne sono costruiti, come mesoni e barioni? Come emerge questo fenomeno dalla QCD?
Forte problema di CP e assioni
Perché linterazione nucleare forte è invariante alla coniugazione di parità e carica? La teoria di Peccei-Quinn è la soluzione a questo problema? Gli assioni potrebbero essere il componente principale della materia oscura?
Momento di dipolo magnetico anomalo
Perché il valore misurato sperimentalmente del momento di dipolo magnetico anomalo del muone (“muon g − 2”) è significativamente diverso dal valore teoricamente previsto di quella costante fisica?
Rompicapo del raggio del protone
Qual è il raggio della carica elettrica del protone? In cosa differisce dalla carica gluonica?
Pentaquark e altri adroni esotici
Quali combinazioni di quark sono possibili? Perché i pentaquark erano così difficili da scoprire? Sono un sistema strettamente legato di cinque particelle elementari o un accoppiamento più debolmente legato di un barione e un mesone?
Astronomia e astrofisica
Jet relativistico Lambiente circostante d lAGN dove il plasma relativistico viene collimato in getti che fuoriescono lungo il polo del buco nero supermassiccio
Jet astrofisico
Perché i dischi di accrescimento che circondano determinati oggetti astronomici, come i nuclei di galassie attive, emettono getti relativistici lungo i loro assi polari?
Perché ci sono oscillazioni quasi periodiche in molti dischi di accrescimento?
Perché il periodo di queste oscillazioni scala come linverso della massa delloggetto centrale?
Perché a volte ci sono sfumature e perché questi appaiono con rapporti di frequenza diversi in oggetti diversi?
Ciclo solare
In che modo il Sole genera il suo campo magnetico su larga scala che si inverte periodicamente? In che modo altre stelle simili al Sole generano i loro campi magnetici e quali sono le somiglianze e le differenze tra i cicli di attività stellare e quello del Sole?
Che cosa ha causato il minimo di Maunder e altri grandi minimi e in che modo il ciclo solare si riprende da uno stato di minimo?
Problema di riscaldamento coronale
Perché la corona (strato atmosferico) del Sole è molto più calda della superficie del Sole? Perché leffetto della riconnessione magnetica è di molti ordini di grandezza più veloce di quanto previsto dai modelli standard?
Bande interstellari diffuse
Qual è la causa delle numerose righe di assorbimento interstellari rilevate negli spettri astronomici? Sono di origine molecolare e, in caso affermativo, quali molecole ne sono responsabili? Come si formano?
Buchi neri supermassicci
Qual è lorigine della relazione M-sigma tra la massa del buco nero supermassiccio e la dispersione della velocità della galassia?
Curva di rotazione di una tipica galassia a spirale: prevista (A) e osservata (B). La discrepanza tra le curve può essere attribuita alla materia oscura?
Kuiper cliff
Perché il numero di oggetti nella fascia di Kuiper del Sistema Solare si stacca rapidamente e inaspettatamente oltre un raggio di 50 unità astronomiche?
Anomalia flyby
Perché lenergia osservata dei satelliti che volano sulla Terra a volte è diversa di un minuto importo dal valore previsto dalla teoria?
Problema di rotazione della galassia
La materia oscura è responsabile delle differenze nella velocità osservata e teorica delle stelle che ruotano attorno al centro delle galassie, o è qualcosaltro?
Supernovae
Qual è lesatto meccanismo mediante il quale unimplosione di una stella morente diventa unesplosione?
Altissimo ene rgy cosmic ray
Perché alcuni raggi cosmici sembrano possedere energie che sono incredibilmente alte, dato che non ci sono cosmiche sufficientemente energetiche sorgenti di raggi vicino alla Terra? Perché (apparentemente) alcuni raggi cosmici emessi da sorgenti lontane hanno energie superiori al limite Greisen – Zatsepin – Kuzmin?
Velocità di rotazione di Saturno
Perché la magnetosfera di Saturno mostra una periodicità (che cambia lentamente) vicina a quella in cui ruotano le nuvole del pianeta?Qual è il vero tasso di rotazione delle profondità interne di Saturno?
Origine del campo magnetico magnetar
Qual è lorigine del campo magnetico magnetar?
Anisotropia su larga scala
Luniverso su scale molto grandi è anisotropo, rendendo il principio cosmologico unipotesi non valida? Il conteggio dei numeri e lintensità dellanisotropia del dipolo nella radio, Il catalogo NRAO VLA Sky Survey (NVSS) non è coerente con il movimento locale derivato dal fondo cosmico a microonde e indica unanisotropia di dipolo intrinseca. Gli stessi dati radio NVSS mostrano anche un dipolo intrinseco nella densità di polarizzazione e nel grado di polarizzazione nella stessa direzione come in numero e intensità. Ci sono altre numerose osservazioni che rivelano lanisotropia su larga scala. La polarizzazione ottica da quasar mostra lallineamento di polarizzazione su una scala molto ampia di Gpc. Il cosmic-microonde-bac I dati di kground mostrano diverse caratteristiche dellanisotropia, che non sono coerenti con il modello Big Bang.
Ruggito spaziale
Perché il ruggito spaziale è sei volte più forte del previsto? Qual è la fonte del ruggito spaziale?
Relazione età-metallicità nel disco galattico
Esiste una relazione universale età-metallicità (AMR) nel disco galattico (sia parti “sottili” che “spesse” del disco)? Sebbene nel disco locale (principalmente sottile) della Via Lattea non ci siano prove di un forte AMR, un campione di 229 stelle disco “spesse” vicine è stato utilizzato per indagare sullesistenza di una relazione età-metallicità nel disco spesso galattico , e indicano che cè una relazione età-metallicità presente nel disco spesso. Le età stellari dellasterosismologia confermano la mancanza di una forte relazione età-metallicità nel disco galattico.
Il problema del litio
Perché cè una discrepanza tra la quantità di litio-7 che si prevede sarà prodotta nella nucleosintesi del Big Bang e la quantità osservata in stelle molto vecchie?
Interazione del vento solare con le comete
Nel 2007 la sonda Ulysses è passata attraverso la coda della cometa C / 2006 P1 (McNaught) e ha trovato risultati sorprendenti riguardo allinterazione del vento solare con la coda.
Pulsar ultraluminosa
Si pensava che la sorgente di raggi X ultraluminosa M82 X-2 fosse un buco nero, ma a ottobre I dati del 2014 del telescopio a raggi X spaziale della NASA NuStar hanno indicato che M82 X-2 è una pulsar molte volte più luminosa del limite di Eddington.
Il problema delliniezione
Si ritiene che laccelerazione di Fermi sia il meccanismo principale che accelera le particelle astrofisiche ad alta energia. Tuttavia, non è chiaro quale meccanismo induca tali particelle ad avere inizialmente energie abbastanza elevate da consentire allaccelerazione di Fermi di funzionare su di esse.
Raffiche radio veloci
Impulsi radio transitori della durata di pochi millisecondi, provenienti da regioni di emissione che si ritiene non siano più grandi di poche centinaia di chilometri e si stima che si verifichino diverse centinaia di volte al giorno. Sebbene siano state proposte diverse teorie, non esiste una spiegazione generalmente accettata per esse. Possono provenire da distanze cosmologiche, ma non cè consenso neanche su questo.
Fisica nucleare
L “isola di stabilità” nel grafico del numero di protoni e neutroni per i nuclei pesanti
Cromodinamica quantistica
Quali sono le fasi di una materia fortemente interagente e quali ruoli giocano nellevoluzione del cosmo ? Qual è la struttura partonica dettagliata dei nucleoni? Cosa prevede la QCD per le proprietà della materia fortemente interagente? Cosa determina le caratteristiche chiave della QCD e qual è la loro relazione con la natura della gravità e dello spaziotempo? Esistono le palle di colla? I gluoni acquisiscono massa dinamicamente nonostante abbiano una massa a riposo pari a zero, allinterno degli adroni? La QCD è davvero priva di violazioni della CP? I gluoni si saturano quando il loro numero di occupazione è elevato? I gluoni formano un sistema denso chiamato Color Glass Condensate? Quali sono le firme e le prove delle equazioni evolutive Balitsky-Fadin-Kuarev-Lipatov, Balitsky-Kovchegov, Catani-Ciafaloni-Fiorani-Marchesini?
Nuclei e astrofisica nucleare
Qual è la natura della forza nucleare che lega protoni e neutroni in nuclei stabili e isotopi rari? Qual è lorigine di modelli semplici in nuclei complessi?Qual è la natura delle eccitazioni esotiche nei nuclei alle frontiere della stabilità e il loro ruolo nei processi stellari? Qual è la natura delle stelle di neutroni e della materia nucleare densa? Qual è lorigine degli elementi nel cosmo? Quali sono le reazioni nucleari che guidano le stelle e le esplosioni stellari?
Fisica del plasma e potenza di fusione
Lenergia di fusione può potenzialmente fornire energia da risorse abbondanti (ad es. idrogeno) senza il tipo di scorie radioattive prodotte attualmente dallenergia di fissione. Tuttavia, i gas ionizzati (plasma) possono essere confinati abbastanza a lungo ea una temperatura sufficientemente alta da creare energia di fusione? Qual è lorigine fisica della modalità H?
Fisica atomica, molecolare e ottica
Controversia tra Abraham e Minkowski
Qual è lo slancio della luce nei supporti ottici?
Biofisica
Origine della vita. Cosa fa sì che la materia morta guadagni la vita come proprietà? Quali condizioni portano allorigine delle molecole autoreplicanti? In breve, la fisica della vita.
Stocasticità e robustezza al rumore nellespressione genica
In che modo i geni governano il nostro corpo, resistendo a diverse pressioni esterne e stocasticità interna? Esistono alcuni modelli per i processi genetici, ma siamo lontani dal comprendere lintero quadro, in particolare nello sviluppo in cui lespressione genica deve essere strettamente regolata.
Studio quantitativo del sistema immunitario
Quali sono le proprietà quantitative delle risposte immunitarie? Quali sono gli elementi costitutivi di base delle reti del sistema immunitario? Quali ruoli sono interpretati dalla stocasticità?
Homochirality
Qual è lorigine della preponderanza di enantiomeri specifici nei sistemi biochimici?
Risposta
Largomento della tesi in Fisica collega la ricerca allarea di interesse indipendente come tecniche di laboratorio, applicazioni matematiche in fisica, fisica moderna, fisica quantistica, scienza dei materiali e scoperte fondamentali delluniverso. Le teorie come la teoria della relatività, la teoria quantistica, la scissione dellatomo e la teoria del big bang hanno fornito le conoscenze per lo sviluppo di tecnologie in evoluzione come radio, computer, laser, televisione e armi nucleari. Tra i diversi tipi di fisica, la fisica elettronica è larea che è molto richiesta poiché le tecnologie utilizzate funzionano con questo. Un altro argomento con unenfasi sul flusso biologico e sul flusso matematico per largomento della dissertazione è loptometria.
I sottocampi della fisica della domanda più recente sono la cosmologia, la biofisica e la materia condensata. Queste ricerche richiedono una minore spesa in conto capitale e nuove aree di ricerca. Dopo aver selezionato largomento della tesi, dai unocchiata alle lacune nella revisione della letteratura per generare idee di scrittura. Le materie specialistiche in fisica includono nanotecnologia, dinamica aerospaziale, meteorologia, fisica delle particelle, astrofisica, fisica atomica e laser, oceanica, atmosferica, scienza del clima e fisica planetaria. Argomenti come luniverso, lenergia oscura, lantimateria, la freccia della linea sono gli argomenti del mistero e largomento migliore se sei un maniaco della scienza.
Trova di seguito gli argomenti caldi elencati per il dissertazione in fisica .
· Analizza, comprende e sintetizza superconduttori.
· Analizza la caratterizzazione di materiali magnetici esotici
· Analizza il calcolo quantistico e lentanglement quantistico
· Conduci ricerche sulle dinamiche di reazione da semplici collisioni atomiche
· Analizza i miglioramenti delle tecniche ibride nella microscopia a scansione di tunnel e forza atomica microscopia.
· Sperimenta con il modello standard della fisica delle particelle.
· Analizza la fusione nucleare.
· Analizza la fusione nucleare.