Bästa svaret
Entropi (tidens pil)
Varför hade universum så låg entropi tidigare, resulterar i skillnaden mellan förflutet och framtiden och termodynamikens andra lag? Varför observeras CP-kränkningar i vissa svaga kraftförfall, men inte någon annanstans? Är CP-överträdelser på något sätt en produkt av termodynamikens andra lag, eller är de en separat tidspil? Finns det undantag från kausalitetsprincipen? Finns det ett enda möjligt förflutet? Är det nuvarande ögonblicket fysiskt skilt från det förflutna och framtiden eller är det bara en framväxande egenskap hos medvetandet? Varför har tiden en riktning? Vad länkar tidens kvantpil till den termodynamiska pilen?
Tolkning av kvantmekanik
Hur kvantbeskrivningen av verkligheten, som innehåller element som överläge av tillstånd och vågfunktion kollaps eller kvantdekoherens, ge upphov till den verklighet vi uppfattar? Ett annat sätt att ställa denna fråga gäller mätproblemet: Vad utgör en ”mätning” som tydligen får vågfunktionen att kollapsa till ett bestämt tillstånd? Till skillnad från klassiska fysiska processer kan vissa kvantmekaniska processer (som kvantteleportering till följd av kvanttrassel) inte vara ”lokal”, ”kausal” och ”verklig” samtidigt, men det är inte uppenbart vilken av dessa egenskaper som måste offras eller om en försök att beskriva kvantmekaniska processer i dessa avseenden är ett kategorifel så att en korrekt förståelse av kvantmekanik skulle göra frågan meningslös.
Grand Unification Theory (”Theory of everything”)
Finns det en teori som förklarar värdena för alla grundläggande fysiska konstanter? Är teorin strängteori? Finns det en teori som förklarar varför mätgrupperna i standardmodellen är som de är, varför observerad rymdtid har 3 rumsliga dimensioner och en tidsmässig dimension och varför alla fysiklagar är som de är? Varierar ”grundläggande fysiska konstanter” över tiden? Är några av de grundläggande partiklarna i standardmodellen för partikelfysik faktiskt sammansatta partiklar för hårt bundna för att observeras som sådana vid nuvarande experimentella energier? Finns det grundläggande partiklar som ännu inte har observerats, och i så fall vilka är de och vilka är deras egenskaper? Finns det obemärkta grundläggande krafter?
Yang – Mills teori
Med tanke på en godtycklig kompaktmätargrupp, existerar en icke-triviell kvant Yang-Mills-teori med ett begränsat massgap? Detta problem listas också som ett av millennieprisproblemen i matematik.
Fysisk information
Finns det fysiska fenomen, såsom vågfunktionskollaps eller svarta hål, som oåterkalleligt förstör information om deras tidigare tillstånd? Hur lagras kvantinformation som ett tillstånd i ett kvantsystem?
Dimensionsfri fysisk konstant
För närvarande kan värdena för de dimensionlösa fysiska konstanterna inte beräknas; de bestäms endast av fysisk mätning. Vad är det minsta antalet dimensionella fysiska konstanter som alla andra dimensionlösa fysiska konstanter kan härledas från? Är dimensionella fysiska konstanter alls nödvändiga? Är hypotesen om stora siffror från Dirac sant?
Finjusterat universum
Vad förklarar varför de grundläggande fysiska konstanterna ligger i det snäva intervallet som är nödvändigt för att stödja kolbaserat liv?
Kosmologi och allmän relativitet
Tidsproblem
Hur kan tid förenas med allmän relativitet?
Kosmisk inflation
Är teorin om kosmisk inflation korrekt, och i så fall, vad är detaljerna i denna epok? Vad är det hypotetiska uppblåsningsfältet som ger upphov till inflation? Om inflationen hände vid ett tillfälle, är den självförsörjande genom inflation av kvantmekaniska fluktuationer och pågår därmed på en extremt avlägsen plats?
Horisontproblem
Varför är det avlägsna universum så homogent när Big Bang-teorin tycks förutsäga större mätbara anisotropier på natthimlen än de observerade? Kosmologisk inflation accepteras allmänt som lösningen, men är andra möjliga förklaringar, såsom en variabel ljushastighet, mer lämpliga?
Universums ursprung och framtid
Är universum på väg mot en Big Freeze, en Big Rip, en Big Crunch eller en Big Bounce? Eller är det en del av en oändligt återkommande cyklisk modell?
Universums storlek
Det observerbara universums diameter är cirka 93 miljarder ljusår, men vad är storleken på hela universum? Finns det ett multiversum?
Baryons asymmetri
Varför finns det mycket mer materia än antimateria i det observerbara universum?
Kosmologiskt konstant problem
Varför orsakar vakuumets nollpunktsenergi inte en stor kosmologisk konstant? Vad avbryter det?
Uppskattad fördelning av mörk materia och mörk energi i universum
Mörk materia / Galaxy-rotationskurva
Vad är identiteten på mörk materia?
Är det en partikel? Är det den lättaste superpartnern (LSP)? [Eller] Pekar de fenomen som tillskrivs mörk materia inte på någon form av materia utan egentligen på en utvidgning av gravitationen?
Mörk energi
Vad är orsaken till den observerade accelererade expansionen (de Sitter-fasen) i universum? Varför är energitätheten för den mörka energikomponenten för närvarande lika stor som materiens densitet när de två utvecklas ganska olika över tiden; kan det vara helt enkelt att vi observerar vid exakt rätt tidpunkt? Är mörk energi en ren kosmologisk konstant eller är modeller av kvintessens som fantomenergi tillämpliga?
Mörkt flöde
Är ett icke-sfäriskt symmetriskt drag från utsidan av det observerbara universum ansvarigt för en del av den observerade rörelsen hos stora föremål som galaktiska kluster i universum?
Ecliptic alignment of CMB anisotropy
Några stora mikrovågshimlen på avstånd över 13 miljarder ljusår verkar vara i linje med både solsystemets rörelse och orientering. Beror detta på systematiska fel i bearbetningen, förorening av resultat med lokala effekter eller ett oförklarligt brott mot den kopernikanska principen?
Form av universum
Vad är 3-grenröret för det rymliga rummet, dvs av en kommande rumsdel av universum, informellt kallad ”form ”av universum? Varken krökning eller topologi är för närvarande känd, även om krökning är känd för att vara ”nära” noll på observerbara skalor. Den kosmiska inflationshypotesen antyder att universums form kan vara omätbar, men sedan 2003 har Jean-Pierre Luminet et al. Och andra grupper föreslagit att universums form kan vara Poincaré dodecahedral-rymden. Är formen omätbar; Poincaré-utrymmet; eller en annan 3-grenrör?
Kvantitet
Vakuumkatastrof
Varför har den förutspådda massan av kvantvakuum liten effekt på universums expansion?
Kvantgravitation
Kan kvantmekanik och allmän relativitet realiseras som en helt konsekvent teori (kanske som kvantfältsteori)
Är rymdtiden i grunden kontinuerlig eller diskret? Skulle en konsekvent teori involvera en kraft som medieras av ett hypotetiskt graviton, eller vara en produkt av en diskret struktur av själva rymdtiden (som i slingkvantgravitation)? Finns det avvikelser från förutsägelserna om allmän relativitet i mycket små eller mycket stora skalor eller under andra extrema omständigheter som härrör från en kvantgravitationsteori?
Svarta hål, informationsparadox för svarta hål och strålning med svarta hål
Frambringar svarta hål termisk strålning, som förväntat av teoretiska skäl? Innehåller denna strålning information om deras inre struktur, som föreslagits av mått-tyngdkraftsdualitet, eller inte, vilket antyds av Hawkings ursprungliga beräkning? Om inte, och svarta hål kan avdunsta, vad händer med informationen som lagras i dem (eftersom kvantmekanik föreskriver inte förstörelse av information)? Eller slutar strålningen någon gång att lämna rester av svarta hål? Finns det ett annat sätt att sondra deras inre struktur på något sätt, om en sådan struktur ens existerar?
Extra dimensioner
Gör naturen har mer än fyra rymddimensioner? Om så är fallet, vad är deras storlek? Är dimensioner en grundläggande egenskap hos universum eller ett framväxande resultat av andra fysiska lagar? Kan vi experimentellt observera bevis för högre rumsliga dimensioner?
Den kosmiska censurhypotesen och antagandet om kronologiskt skydd
Kan singulariteter som inte är dolda bakom en händelsehorisont, känd som ”nakna singulariteter”, härröra från realistiska initialförhållanden, eller är det möjligt att bevisa någon version av ”kosmisk censur hypotes ”av Roger Penrose som föreslår att detta är omöjligt?
På samma sätt kommer de stängda tidiga kurvorna som uppstår i vissa lösningar på ekvationerna av allmän relativitet (och som antyder möjligheten till bakåtgående tidsresor) utesluts av en teori om kvantgravitation som förenar allmän relativitet med kvantmekanik, vilket föreslås av Stephen Hawkings ”kronologiska skyddsgissningar”?
Lokalitet
Finns det icke-lokala fenomen i kvantfysik ? Om de existerar, är icke-lokala fenomen begränsade till den intrång som avslöjas i kränkningarna av Bell-ojämlikheterna, eller kan information och konserverade kvantiteter också röra sig på ett icke-lokalt sätt? Under vilka omständigheter observeras icke-lokala fenomen? Vad innebär förekomsten eller frånvaron av icke-lokala fenomen om rymdtidens grundläggande struktur? Hur relaterar detta sig till kvantförtrassling? Hur belyser detta den korrekta tolkningen av kvantfysikens grundläggande natur?
Fysik / partikelfysik med hög energi
Se även: Beyond the Standard Model
Higgs-mekanism
Är förgreningsförhållandena för Higgs-bosonen förfaller i överensstämmelse med standardmodellen? Finns det bara en typ av Higgs-boson?
Planck-partikel
Planck-massan spelar en viktig roll i delar av matematisk fysik. En serie forskare har föreslagit existensen av en grundläggande partikel med en massa som är lika med eller nära den för Planck-massan. Planck-massan är dock enorm jämfört med alla detekterade partiklar även jämfört med Higgs-partikeln. Medan han arbetade vid Rutherford Laboratory föreslog Lloyd Motz att en sådan partikel med Planck-massa sannolikt hade funnits men att det mesta av dess massa hade strålat bort. Andra har föreslagit att partiklar med nära Planck-massan är mikrosvarta hål. Det är fortfarande ett olöst problem om det finns eller ens har funnits en partikel med nära Planck-massan. Detta är indirekt relaterat till hierarkiproblemet.
Magnetiska monopoler
Fanns partiklar som hade” magnetisk laddning ”i någon tidig, högre energiperiod? Om så är fallet, kvarstår någon idag? (Paul Dirac visade att vissa typer av magnetiska monopoler skulle förklara laddningskvantisering.)
Protonförfall och snurrkris
Är protonen i grund och botten stabil? Eller sönderfaller det med en begränsad livslängd som förutspås av vissa tillägg till standardmodellen?
Hur bär quarks och gluoner snurran av protoner?
Supersymmetri
Är rymdtid supersymmetri realiserad i TeV-skala? Om så är fallet, vad bryter mekanismen för supersymmetri? Stabiliserar supersymmetri elektrosvagskalan, vilket förhindrar höga kvantkorrektioner? Innehåller den lättaste supersymmetriska partikeln (LSP eller Lightest Supersymmetric Particle) mörk materia?
Generationer av materia
Varför finns det tre generationer av kvarkar och leptoner? Finns det en teori som kan förklara massorna av vissa kvarkar och leptoner i vissa generationer från de första principerna (en teori om Yukawa-kopplingar)?
Neutrino massa
Vad är massan av neutriner, oavsett om de följer Dirac eller Majorana statistik? Är masshierarki normal eller inverterad? Bryter CP fas 0?
Färgbegränsning
Varför har det aldrig mätts en fri kvark eller gluon, utan bara föremål som är byggda ur dem, såsom mesoner och baryoner? Hur kommer detta fenomen fram från QCD?
Starkt CP-problem och axioner
Varför är den starka kärnkraftsinteraktionen oförändrad för paritet och laddningskonjugering? Är Peccei – Quinn-teorin lösningen på detta problem? Kan axioner vara huvudkomponenten i mörk materia?
Anomalt magnetiskt dipolmoment
Varför skiljer sig det experimentellt uppmätta värdet för muonets anomala magnetiska dipolmoment (”muon g − 2”) signifikant från det teoretiskt förutsagda värdet för den fysiska konstanten?
Protonradiepussel
Vad är den elektriska laddningsradien av protonen? Hur skiljer det sig från gluonisk laddning?
Pentaquarks och andra exotiska hadroner
Vilka kombinationer av kvarkar är möjliga? Varför var pentaquarks så svåra att upptäcka? Är de ett tätt bundet system med fem elementära partiklar eller en mer svagt bunden parning av en baryon och en meson?
Astronomi och astrofysik
Relativistisk jet. Miljön vänder sig d AGN där det relativistiska plasma kollimeras till strålar som flyr längs polen i det supermassiva svarta hålet
Astrofysisk stråle
Varför släpper uttagningsskivorna som omger vissa astronomiska objekt, såsom kärnorna i aktiva galaxer, relativistiska strålar längs sina polära axlar?
Varför finns det kvasi-periodiska svängningar i många ackretionsskivor?
Varför mäter perioden av dessa svängningar som det inversa av det centrala objektets massa?
Varför finns det ibland övertoner , och varför visas dessa med olika frekvensförhållanden i olika objekt?
Solcykel
Hur genererar solen sitt periodiskt omvända storskaliga magnetfält? Hur genererar andra solliknande stjärnor sina magnetfält, och vad är likheterna och skillnaderna mellan stjärnaktivitetscykler och Solens?
Vad orsakade Maunder Minimum och andra stora minima, och hur återhämtar sig solcykeln från ett miniminivå?
Koronalt uppvärmningsproblem
Varför är solens korona (atmosfärskikt) så mycket varmare än solens yta? Varför är den magnetiska återanslutningseffekten många storleksordningar snabbare än vad standardmodeller förutsäger?
Diffusa interstellära band
Vad är ansvaret för de många interstellära absorptionslinjer som upptäcks i astronomiska spektra? Har de molekylära ursprung, och i så fall vilka molekyler som är ansvariga för dem? Hur bildar de sig?
Supermassiva svarta hål
Vad är ursprunget till M-sigma-förhållandet mellan supermassiv svarthålsmassa och galaxhastighetsdispersion?
Rotationskurva för en typisk spiralgalax: förutsagt (A) och observerad (B). Kan skillnaderna mellan kurvorna tillskrivas mörk materia?
Kuiper-klippan
Varför faller antalet objekt i solsystemets Kuiper-band snabbt och oväntat bortom en radie av 50 astronomiska enheter?
Flyby-anomali
Varför är den observerade energin hos satelliter som flyger av jorden ibland annorlunda med en minut belopp från det värde som förutses av teorin?
Galaxy-rotationsproblem
Är mörk materia ansvarig för skillnader i observerad och teoretisk hastighet hos stjärnor som kretsar kring galaxernas centrum, eller är det något annat?
Supernovaer
Vad är den exakta mekanismen genom vilken en implosion av en döende stjärna blir en explosion?
Ultra-high-en rgy kosmisk stråle
Varför är det så att vissa kosmiska strålar verkar ha energier som är omöjligt höga, med tanke på att det inte finns någon tillräckligt energisk kosmisk strålkällor nära jorden? Varför är det (uppenbarligen) några kosmiska strålar som avges av avlägsna källor har energier över gränsen Greisen – Zatsepin – Kuzmin?
Rotationshastighet av Saturnus
Varför uppvisar Saturnus magnetosfär en (långsamt föränderlig) periodicitet nära den där planetens moln roterar?Vad är den sanna rotationshastigheten för Saturnus djupa inre?
Ursprung för magnetiskt magnetfält
Vad är magnetarfältets ursprung?
Storskalig anisotropi
Är universum i mycket stora skalor anisotropa, vilket gör den kosmologiska principen till ett ogiltigt antagande? Antalantal och intensitetsdipolanisotropi i radio, NRAO VLA Sky Survey (NVSS) -katalogen är oförenlig med den lokala rörelsen som härrör från kosmisk mikrovågsbakgrund och indikerar en inneboende dipolanisotropi. Samma NVSS-radiodata visar också en inneboende dipol i polarisationsdensitet och polarisationsgrad i samma riktning som i antalantal och intensitet. Det finns andra flera observationer som avslöjar storskalig anisotropi. Den optiska polarisationen från kvasarer visar polarisationsinriktning över en mycket stor skala av Gpc. Den kosmiska-mikrovågs-bac kground-data visar flera funktioner i anisotropi, som inte överensstämmer med Big Bang-modellen.
Space roar
Varför är rymdroar sex gånger högre än förväntat? Vad är källan till rymdroar?
Ålder – metallicitetsförhållande i den galaktiska disken
Finns det en universell ålder – metallicitetsrelation (AMR) i den galaktiska skivan (både ”tunna” och ”tjocka” delar av skivan)? Även om det inte finns några bevis på en stark AMR i den lokala (främst tunna) skivan på Vintergatan, har ett prov på 229 närliggande ”tjocka” skivstjärnor använts för att undersöka förekomsten av en ålders-metallicitetsrelation i den galaktiska tjockskivan och ange att det finns en ålder-metallicitetsrelation närvarande i den tjocka skivan. Stellaråldrar från asterosismologi bekräftar bristen på någon stark ålders-metallicitetsrelation i den galaktiska skivan.
Litiumproblemet
Varför finns det en skillnad mellan mängden litium-7 som förutses produceras i Big Bang-nukleosyntes och den mängd som observeras i mycket gamla stjärnor?
Interaktion med solvind med kometer
2007 rymdfarkosten Ulysses passerade genom svansen på kometen C / 2006 P1 (McNaught) och fann överraskande resultat angående samverkan mellan solvinden och svansen.
Ultraluminös pulsar
Den ultraluminösa röntgenkällan M82 X-2 ansågs vara ett svart hål, men i oktober 2014-data från NASA: s rymdbaserade röntgenteleskop NuStar indikerade att M82 X-2 är en pulsar många gånger ljusare än Eddington-gränsen.
Injektionsproblemet
Fermi-acceleration tros vara den primära mekanismen som accelererar astrofysiska partiklar till hög energi. Det är dock oklart vilken mekanism som orsakar att dessa partiklar initialt har tillräckligt höga energier för att Fermi-accelerationen ska fungera på dem.
Snabba radiobrister
Transienta radiopulser som bara varar några millisekunder, från utsläppsregioner som tros vara högst några hundra kilometer och uppskattas inträffa flera hundra gånger om dagen. Även om flera teorier har föreslagits finns det ingen allmänt accepterad förklaring till dem. De kan komma från kosmologiska avstånd, men det finns inte heller någon enighet om detta.
Kärnfysik
”Ön för stabilitet” i proton vs. neutronantal för tunga kärnor
Kvantkromodynamik
Vilka är faserna av starkt interagerande materia och vilka roller spelar de i kosmosutvecklingen ? Vad är den detaljerade partoniska strukturen för nukleonerna? Vad förutsäger QCD för egenskaperna hos starkt interagerande materia? Vad avgör de viktigaste funktionerna i QCD och vad är deras förhållande till tyngdkraftens och rymdtidens natur? Finns limbollar? Förvärvar gluoner dynamiskt trots att de har en nollvila, inom hadroner? Saknar QCD verkligen CP-överträdelser? Mättar gluoner när yrkesantalet är stort? Bildar gluoner ett tätt system som kallas Color Glass Condensate? Vilka är signaturerna och bevisen för utvecklingsekvationerna Balitsky-Fadin-Kuarev-Lipatov, Balitsky-Kovchegov, Catani-Ciafaloni-Fiorani-Marchesini?
Kärnor och kärnastrofysik
Vad är kärnkraftens natur som binder protoner och neutroner till stabila kärnor och sällsynta isotoper? Vad är ursprunget till enkla mönster i komplexa kärnor?Vilken typ av exotiska excitationer i kärnor vid stabilitetens gränser och deras roll i stjärnprocesser? Vilken natur har neutronstjärnor och tät kärnämne? Vad är ursprunget till elementen i kosmos? Vilka är kärnreaktionerna som driver stjärnor och stjärnexplosioner?
Plasmafysik och fusionskraft
Fusionsenergi kan potentiellt ge kraft från riklig resurs (t.ex. väte) utan den typ av radioaktivt avfall som klyvningsenergi för närvarande producerar. Kan dock joniserade gaser (plasma) begränsas tillräckligt länge och vid tillräckligt hög temperatur för att skapa fusionskraft? Vad är det fysiska ursprunget till H-mode?
Atom-, molekylär och optisk fysik
Abraham – Minkowski-kontrovers
Vad är ljusmomentet i optiska media?
Biofysik
Livets ursprung. Vad får död materia att få liv som egenskaper? Vilka förhållanden leder till ursprung för självreplikerande molekyler? Kort sagt, livets fysik.
Stokasticitet och robusthet mot brus i genuttryck
Hur styr gener våra kroppar, motstår olika yttre tryck och inre stokasticitet? Vissa modeller finns för genetiska processer, men vi är långt ifrån förstå helheten, särskilt i utveckling där genuttryck måste regleras tätt.
Kvantitativ studie av immunsystemet
Vilka är de kvantitativa egenskaperna hos immunsvar? Vilka är de grundläggande byggstenarna i immunsystemets nätverk? Vilka roller spelas av stokasticitet?
Homochirality
Vad är ursprunget till övervägande av specifika enantiomerer i biokemiska system?
Svar
Avhandlingens ämne i fysik relaterar forskningen till det oberoende intresseområdet som labtekniker, matematiska tillämpningar i fysik, modern fysik, kvantfysik, materialvetenskap och centrala upptäckter av universum. Teorier som relativitetsteorin, kvantteori, splittring av atomen och Big Bang-teorin gav kunskapen för att utveckla teknologier som utvecklades som radio, dator, laser, TV och kärnvapen. Från de olika typerna av fysik är elektronisk fysik det område som efterfrågas mycket eftersom de tekniker som används fungerar med detta. Ett annat ämne med tonvikt på den biologiska strömmen och den matematiska strömmen för avhandlingens ämne är optometri.
Fysikens underfält från det senaste kravet är kosmologi, biofysik och kondenserad materia. Dessa undersökningar kräver mindre investeringar och nya områden för forskning. När du har valt avhandlingsämnet tittar du på luckorna i litteraturöversikten för att generera idéer om att skriva. De specialiserade ämnena inom fysik inkluderar nanoteknik, rymddynamik, meteorologi, partikelfysik, astrofysik, atom- och laserfysik, oceanisk, atmosfärisk, klimatvetenskap och planetfysik. Ämnen som universum, mörk energi, antimateria, pilens linje är ämnena för mysterium och det bästa ämnet om du är en science-freak.
Hitta nedanför de heta ämnena för avhandling som skriver i fysik .
· Analysera, förstå och syntetisera supraledare.
· Analysera karaktäriseringen av exotiska magnetiska material
· Analysera kvantberäkning och kvantförtrassling
· Genomföra forskning om reaktionsdynamiken från enkla atomkollisioner
· Analysera förbättringarna av hybridtekniker vid skanning av tunnelmikroskopi och atomkraft mikroskopi.
· Experimentera med standardmodellen för partikelfysik.
· Analysera kärnfusion.
· Analysera kärnfusion.