主题:物理学

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物理學是一門自然科學，注重于研究物質、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，物理學裡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说。倘若這假说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，其正確性只能靠著反覆的實驗來檢驗。

典範條目、優良條目

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希格斯玻色子是标准模型里的一種基本粒子，是一種玻色子，自旋為零，宇稱為正值，不帶電荷、色荷，極不穩定，生成後會立刻衰變。希格斯玻色子是希格斯場的量子激發。根據希格斯机制，基本粒子因與希格斯場耦合而獲得質量。假若希格斯玻色子被證實存在，則希格斯場應該也存在，而希格斯機制也可被確認為基本無誤。物理學者用了四十多年時間尋找希格斯玻色子的蹤跡。大型強子對撞機（LHC）是全世界至今為止最昂貴、最複雜的實驗設施之一，其建成的一個主要任務就是尋找與觀察希格斯玻色子與其它種粒子。2012年7月4日，欧洲核子研究中心（CERN）宣布，LHC的緊湊緲子線圈（CMS）探测到质量为125.3±0.6GeV的新玻色子（超過背景期望值4.9个标准差），超環面儀器（ATLAS）测量到质量为126.5GeV的新玻色子（5个标准差），这两種粒子极像希格斯玻色子。2013年3月14日，欧洲核子研究中心發表新聞稿正式宣布，先前探測到的新粒子暫時被確認是希格斯玻色子，具有零自旋與偶宇稱，這是希格斯玻色子應該具有的兩種基本性質，但有一部分實驗結果不盡符合理論預測，更多數據仍在等待處理與分析。希格斯玻色子是因物理學者彼得·希格斯而命名。他是於1964年提出希格斯機制的六位物理學者中的一位。2013年10月8日，因為“次原子粒子質量的生成機制理論，促進了人類對這方面的理解，並且最近由欧洲核子研究中心屬下大型強子對撞機的超環面儀器及緊湊緲子線圈探測器發現的基本粒子證實”，弗朗索瓦·恩格勒、彼得·希格斯榮獲2013年诺贝尔物理学奖。

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精选图片

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金星凌日是指位於太陽和地球之間的行星金星直接從太陽的前方掠過，成為太阳表面的可見暗斑的天文现象。當凌日发生時，從地球可以看見金星是在太陽表面上移動的一個黑色暗斑。這類凌日的時間通常以小時计。凌日類似於月球造成的日食。通过觀察金星凌日，科學家可以利用視差的原理計算太陽和地球之間的距離。图为金星凌日。

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本日推薦

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從白熾燈（1）發射出的光子處於完全隨機偏振混合態（2），密度矩陣為
${\begin{bmatrix}0.5&0\\0&0.5\\\end{bmatrix}}$ 。
通過垂直平面偏振器（3）之後，光子處於垂直偏振純態（4），密度矩陣為
${\begin{bmatrix}1&0\\0&0\\\end{bmatrix}}$ 。

密度算符和其對應的密度矩陣專門描述混合態量子系統的物理性質。純態是一種可以直接用態向量 $|\psi \rangle$ 來描述的量子態，混合態則是由幾種純態依照統計機率組成的量子態。假設一個量子系統處於純態 $|\psi _{1}\rangle$ 、 $|\psi _{2}\rangle$ 、 $|\psi _{3}\rangle$ 、……的機率分別為 $w_{1}$ 、 $w_{2}$ 、 $w_{3}$ 、……，則這混合態量子系統的密度算符 $\rho$ 為

{\rho }=\sum _{i}w_{i}|\psi _{i}\rangle \langle \psi _{i}|

。

注意到所有機率的總和為1：

\sum _{i}w_{i}=1

。

假設 $\{|b_{i}\rangle ,\quad i=1,2,3,\dots ,n\}$ 是一組規範正交基，則對應於密度算符的密度矩陣 $\varrho$ ，其每一個元素 $\varrho _{ij}$ 為

\varrho _{ij}=\langle b_{i}|\rho |b_{j}\rangle =\sum _{i}w_{i}\langle b_{i}|\psi _{i}\rangle \langle \psi _{i}|b_{j}\rangle

...

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你知道吗

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1999年發射的錢德拉X射線望遠鏡
X射线天文学的研究对象是什么？
哪一個量子場論，是在研究共形對稱的量子場組成之結構？
1940年美国华盛顿州塔科马海峡吊桥崩塌事件，是由什么现象引起的？
在化學與物理學中，一摩尔所含的粒子數相等於哪一個物理常數？
經典力學中的運動常數在解析物理問題上有什麼用途？
在光學上，繞射主要被分成菲涅耳繞射和哪一種繞射？
如果宇宙是一个理想流体，什么方程描述了这个流体的压力和密度的关系？

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未解決的物理學問題

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量子重力：如何整合量子力學和廣義相對論成為完整一致的理論（或許是一種嶄新的量子場論）？時空的基本本質是否是連續的，還是離散的？這完整一致的理論是否涉及由一種假定的重力子所傳遞的作用力，還是從時空離散結構衍生的產物（迴圈量子重力理論的理論）？在超小尺度、超大尺度或其它極端案例，廣義相對論的預測與量子重力理論有甚麼差異？

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从哪里开始

編輯 基础物理学：力学 | 热学 | 电磁学 | 光学

背景知识: 参看传记, 科学史, 和学院介绍.

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物理新闻

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2020年焦點新聞下列日期是新聞發布時間，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，該單獨離子會朝著光源移動。
5月6日，歐洲南天天文台研究團隊宣布，在恆星星系HD 167128觀測到距今為止距離地球最近的黑洞。

2019年

10月8日，因為對於人們了解宇宙演化與地球在宇宙裡的席位做出貢獻，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（英语：ion clock），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（英语：lanthanum hydride），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布，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（英语：Sheldon Stone）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（英语：Tata Institute of Fundamental Research）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·卡門環形山著陸。

物理学史上的6月

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1623年 6月19日，布莱兹·帕斯卡诞生。
1736年 6月14日，查尔斯·库仑诞生。
1773年 6月14日，托马斯·杨诞生。
1796年 6月1日，尼古拉·卡诺诞生。
1798年 6月，亨利·卡文迪许成功测定地球质量。
1824年 6月12日，尼古拉·卡诺发表了他的热机理论。
1831年 6月13日，詹姆斯·麦克斯韦诞生。
1871年 6月，麦克斯韦提出了他的麦克斯韦妖理想实验。
1902年 6月27日，赵忠尧诞生。
1905年 6月30日，爱因斯坦在德国《物理年鉴》发表《论动体的电动力学》一文。首次提出了狭义相对论。
1906年 6月8日，玛丽亚·格佩特-梅耶诞生。
1931年 6月，欧内斯特·劳伦斯在加利福尼亚大学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·康奈尔、沃尔夫冈·克特勒和卡尔·威曼在实验天体物理联合研究所首次成功制得了玻色-爱因斯坦凝聚态物质，三人为此获得2001年的诺贝尔物理学奖。

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