Wyzwania fizyki

Andrzej: Mam pytanie natury ogólnej - jakie są wzywania współczesnej fizyki, na jakiej dziedzinie dzisiaj skupiają się najwybitniejsi fizycy świata ? I jeszcze mały komentarz - mam wrażenie że Efekt Goosa-Hanchena jest w swej naturze podobny do wcześniej opisywanego również na tej stronie efektu wnikania kwantowej cząstki w obszar bariery potencjału.

Morpheus: Chyba nie ma na świecie osoby która mogłaby odpowiedzieć na to pytanie. Fizyk wie dobrze co się dzieje w jego malutkiej działce i trudno mu śledzić najnowsze osiągniecia nawet w bardzo zbliżonych dziedzinach. No cóż spróbuje coś jednak napisać, ale proszę zbytniej wagi do tego nie przykładać. Zacznę od dziedziny, o której wiem najwięcej.

1. Informatyka kwantowa: próba zbudowania komputerów kwantowych - urządzeń mogących przetwarzać informację na poziomie pojedynczych atomów, i wykorzystywać możliwości jakie daje fizyka kwantowa do
rozwiązywania problemów szybciej, niż komputery klasyczne.

Jest to zagadnienie natury nie tylko technicznej, ale i teoretycznej. Czy są jakieś fundamentalne ograniczenia na przetwarzanie kwantowej informacji? Niektórzy fizycy sądzą że tak, i że te ograniczenia nigdy nie pozwolą zbudować komputerów kwantowych.

2.Kosmologia.

Problem natury tzw. ciemnej materii, czyli masy która wydaje się być,
bo obserwujemy jej grawitacyjne działanie na inne ciała, a nie potrafimy zidentyfikować jej z żadnymi znanymi obiektami astronomicznymi.

Wyznaczenie paramterow kosmologicznych: stała kosmologiczna, stała
Hubbla, gestość materii we Wszechświecie.

Badanie kosmicznego promieniowania tła (w tym jego polaryzacji)
w celu sformułowania modeli wczesnego rozwoju Wszechświata.

Pochodzenie błysków gamma.

3. Fizyka cząstek elementranych.

Poszukiwanie cząstki Higgsa - to może nie najświeższy problem, ale cząstki Higgsa wciąż nie znaleziono. Nadzieją jest budowany obecnie w CERN akcelerator LHC.

Stworzenie teorii unifikujacej elektromagnetyzm, oddziaływania silne i słabe z grawitacja - tzw. kwantowa grawitacja.

Formułowanie i testowanie nowych modeli teoretycznych cząstek elementarnych konkurencyjnych do modelu standardowego.

4. Mechanika kwantowa.

Wciaz fizycy kłócą się ze soba o intepretację mechaniki kwantowej oraz o to, jak należy mysleć o funkcji falowej. Wciaż wielu fizyków próbuje przedstawić swoją wersję interpretacji mechaniki kwantowej.

5. Fizyka statystyczna.

Próba zbudowania tzw. nierównowagowej fizyki statystycznej, która pozwalałaby wyjaśnić z poziomu mikroskopowego procesy zachodzące daleko od stanu równowagi termodynamicznej.

6. Teoria grawitacji.

Problem dwóch ciał w ogólnej teorii względności.
Zagadnienie warunków początkowych w ogólnej teorii względności.


i wiele wiele innych....