主题:物理学
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。
弱相互作用（又稱弱力或弱核力）是自然的四種基本力中的一種，其餘三種為強核力、电磁力及万有引力。次原子粒子的放射性衰變就是由它引起的，恆星中一種叫氫聚變的過程也是由它啟動的。弱相互作用會影響所有費米子，即所有自旋為半奇數的粒子。在粒子物理學的標準模型中，弱相互作用的理論指出，它是由W及Z玻色子的交換（即發射及吸收）所引起的，由於弱力是由玻色子的發射（或吸收）所造成的，所以它是一種非接觸力。這種發射中最有名的是β衰變，它是放射性的一種表現。重的粒子性質不穩定，由於Z及W玻色子比質子或中子重得多，所以弱相互作用的作用距離非常短。這種相互作用叫做“弱”，是因為它的一般強度，比電磁及強核力弱好幾個數量級。大部份粒子在一段時間後，都會通過弱相互作用衰變。弱相互作用有一種獨一無二的特性——那就是夸克味變——其他相互作用做不到這一點。另外，它還會破壞宇稱對稱及CP對稱。夸克的味變使得夸克能夠在六種“味”之間互換。弱力最早的描述是在1930年代，是四費米子接觸相互作用的費米理論：接觸指的是沒有作用距離（即完全靠物理接觸）。但是現在最好是用有作用距離的場來描述它，儘管那個距離很短。在1968年，電磁與弱相互作用統一了，它們是同一種力的兩個方面，現在叫電弱相互作用。弱相互作用在粒子的β衰變中最為明顯，在由氫生產重氫和氦的過程中（恆星熱核反應的能量來源）也很明顯。放射性碳定年法用的就是這樣的衰變，此時碳-14通过弱相互作用衰變成氮-14。它也可以造出輻射冷光，常見於超重氫照明；也造就了β伏這一應用領域（把β射線的電子當電流用）。
暗物質是指無法通過电磁波的觀測進行研究，也就是不與电磁力產生作用的物质。人们目前只能通过重力产生的效应得知，而且已經發现宇宙中有大量暗物质的存在。從引力透鏡產生的效應，星系團CL0024+17內部被發現存在有一個暗物質圈，在這張哈勃空間望遠鏡像片裏以藍色顯示出來。
双缝实验中光子的动力学描述了在双缝实验中，经典电磁波和其量子化的对应物——光子之间的关系。表面上，只要将经典场解释为光子的几率幅，光子的动力学似乎就能用经典的麦克斯韦方程组完全描述。然而，这种解释充满疏漏，并最终会导致矛盾的结论。也就是说，我们不能将电磁场看作是光子的波函数。主要原因在於，电磁场是物理实在的并且是可观测的；而从原理上说（即不管使用什么仪器），满足薛定谔方程的波函数都不是可观测量。从而，电磁场是一种物理实在的可观测场，而不仅仅代表了对振幅取模平方所对应的在某处找到光子的几率。而光子的波函数是否可定义，仍然是一个悬而未决的问题...
量子色動力學的非微擾方法：在涉及到描述原子核的能量尺度範圍，量子色動力學的方程式無法解析，雖然格點量子色動力學（lattice QCD）貌似可以給出在這極限的解答。那麼， 量子色動力學怎樣描述核子與核子內部組構的物理現象呢？
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背景知识: 参看传记, 科学史, 和学院介绍.
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。
- 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，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，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。
- 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。