物理前沿科学结题报告
班级：1302 小组名单： 组长：覃丽 其他成员：覃华喻、吴敏宣、李柳红、陆佳雯
蒋全萌
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物理前沿科学简介
报
告
内
物理前沿科学有关内容
容
心得体会
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从十七世纪以来，物理学的理论和研 究方法不断地向其它学科移植渗透，对其 它学科的建立和发展起到了有力地推动作 用。这种趋势在二十世纪三十年代以后明 显地得到增强，相继产生了一系列物理学 的新部门和边缘学科，如量子化学、生物 物理学、天体物理学和广义相对论宇宙学 等等，这些学科大多数也成为现代物理学 发展的前沿，并且给现代科学技术的发展 提供了新思路和新方法。
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从宏观领域来说，人们的视野已经扩展到半径 为150亿光年的宇宙范围，依次突破了银河系、 星团、星系和总星系的领域。物理学的一系列 成果在理论思想上突破了原子不可分、元素不 可变的观念、运动只具有连续性的观念、绝对 时空观念以及机械决定论的局限性；提出了量 子态、波粒二象性、几率决定性、四维时空与 弯曲时空、实物与场的联系和转化以及宇宙膨 胀的思想，物理学基本观念和理论基础发生了 质的飞跃。
20世纪初物理学发生了三件大事， 一是1905年的狭义相对论—— 狭义相对论之所以提出来，是针对光速测量产生的 二是1915年的广义相对论； 三是1925年的量子力学。——量子力学的发现是由于黑体辐射 问题很难得到一个统一的解决而产生出的问题。
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量子磁性类似经典物理学中 的磁性，如磁铁吸附在铁表面。 原子有个叫自旋的性质，能够产 生一个磁场。但要观察单个原子 的行为非常困难，因为必须将原 子冷却绝对零度附近，同时需要 找到方法困在它们。
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二十世纪的物理学呈现出 高速发展的状况，其内容之丰 富，思想之深刻和观念之新颖， 远非过去物理学发展的各个历 史时期所可比拟。现代物理学 远远超出了宏观物体缓慢运动 的范围。
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从微观领域来说， 人们的研究已经深入到 原子内部、基本粒子内 部，发现了大小不断减 小、能量不断增加的许 多连续的层次原子、原 子核、基本粒子、夸克 等。目前还无法预见这 个层级链条有没有一个 终端。
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心得体会： 物理，是一门研 告诉世人
地球，或则整个宇宙的秘密
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在数学上有各种多维空间， 但目前为止，我们认识的物理 世界只是四维，即三维空间加 一维时间。现代微观物理学提 到的高维空间是另一层意思， 只有数学意义。
在狭义相对论中，时间与空间 构成了一个不可分割的整体— —四维时空，能量与动量也构 成了一个不可分割的整体—— 四维动量。
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苏黎世联邦理工学院的研究人员创 造光学晶格（Optical Lattice）观察 冷却到绝对零度左右的原子，他们 发现原子的自旋是有条理的。研究 （arXiv预印本）发表在《科学》期 刊上，他们的发现有助于更好的理 解超导等物理现象。来源Solidot)
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作用于强子之间的力，是目 前所知的四种宇宙间基本作用力 最强的，也是作用距离第二短的 （大约在 10^(-15)～10^(-10) m 范围内）。最早研究的强相互作 用是核子（质子或中子）之间的 核力，它是使核子结合成原子核 的相互作用。自1947年发现与核 子作用的π介子以后，实验陆续发 现了几百种有强相互作用的粒子， 这些粒子统称为强子。
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量子力学的诞生则在当时 物理界很大范围的人们思想中， 意味着宣告了经典物理大厦的 彻底崩溃，或者说是与过去的 物理学理论体系告别。以后又 随之产生了量子场论。相对论 和量子力学是20世纪物理学 中的两次重要革命。其间，物 理界各学派分门别类的在争论 中努力勤奋的研究推动了物理 学的加速发展。
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一张纸上的两个点，之间的距离记作a。
如果你把纸弯曲使这两个点重合那么现在这
两个点的距离就是0，而不是刚开始的纸面上
的距离a。这就是空间翘曲。可以进行瞬间移
动。现在的科技水平无法实现。这样使扭曲
的空间就是翘曲空间。
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在宇宙学中，暗物质（dark matter），是指无法通过电磁波的观测 进行研究，也就是不与电磁力产生作 用的物质。人们目前只能通过引力产 生的效应得知，而且已经发现宇宙中 有大量暗物质的存在。
现代天文学通过引力透镜、宇宙
中大尺度结构的形成、微波背景辐射 等方法和理论来探测暗物质。而根据 ΛCDM模型，由普朗克卫星探测的数 据得到：整个宇宙的构成中，我们常 说的物质占4.9%，而暗物质则占 26.8%，还有68.3%是暗能量（质能等 价）。[1][2][3]暗物质的存在可以解决 大爆炸理论中的不自洽性，对结构形 成也非常关键。暗物质很有可能是一 种（或几种）粒子物理标准模型以外 的新粒子所构成。对暗物质（和暗能 量）的研究是现代宇宙学和粒子物理 的重要课题。