물리학의 미해결 문제 목록

List of unsolved problems in physics
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다음은 [1]물리학의 광범위한 분야로 분류된 주목할 만한 미해결 문제들의 목록입니다.

물리학의 주요 미해결 문제들 중 일부는 이론이며, 이는 기존의 이론들이 특정한 관찰된 현상이나 실험 결과를 설명할 수 없는 것처럼 보인다는 것을 의미한다.다른 것들은 실험적인 것으로, 제안된 이론을 테스트하거나 현상을 더 자세히 조사하기 위한 실험을 만드는 데 어려움이 있다는 것을 의미합니다.

강력한 CP 문제, 중성미자 질량, 물질-반물질 비대칭성, 암흑 물질과 암흑 에너지의 [2][3]특성 등 물리학의 표준 모델을 벗어난 질문들이 여전히 존재한다.또 다른 문제는 표준 모델 자체의 수학적 프레임워크에 있다. 표준 모델은 일반 상대성 이론과 일치하지 않으며, 특정 조건(예를 들어 빅뱅과 같은 알려진 시공간 특이점 및 사건 수평선 너머 블랙홀 중심 내)에서 둘 다 분해된다.n)

일반 물리학

  • 만물의 이론:우주의 모든 물리적 측면을 완벽하게 설명하고 함께 연결하는 물리학의 단일하고, 모든 것을 포괄하며, 일관성 있는 이론적인 틀이 있을까요?
  • 무차원 물리 상수:현재 다양한 무차원 물리 상수의 값은 계산할 수 없으며 물리적 [4][5]측정으로만 결정할 수 있습니다.다른 모든 차원 없는 물리 상수를 도출할 수 있는 차원 없는 물리 상수의 최소 수는 몇 개입니까?물리적인 차원의 상수가 꼭 필요한가요?

양자 중력

  • 양자 중력:양자역학과 일반상대성이론이 완전히 일관된 이론으로 실현될 수 있을까요?[6]시공간은 기본적으로 연속형입니까, 아니면 이산형입니까?일관된 이론은 가상의 중력자에 의해 매개되는 힘을 포함할 것인가, 아니면 (루프 양자 중력에서처럼) 시공간 자체의 이산 구조의 산물이 될 것인가?매우 작거나 매우 큰 규모의 일반 상대성 이론의 예측이나 양자 중력 메커니즘에서 흘러나오는 다른 극단적인 상황에서 편차가 있는가?
  • 진공 재해:왜 양자 진공의 예측 질량은 우주의 [7]팽창에 거의 영향을 미치지 않는가?
  • 블랙홀, 블랙홀 정보 역설 및 블랙홀 복사:이론적인 [8]근거에서 예상대로 블랙홀이 열복사를 발생시키는가?이 방사선은 게이지-중력 이중성에 의해 제시된 바와 같이 호킹의 원래 계산에서 암시된 바와 같이 그들의 내부 구조에 대한 정보를 포함하고 있는가?그렇지 않고 블랙홀이 증발할 수 있다면, 블랙홀에 저장된 정보는 어떻게 됩니까? (양자역학이 정보의 파괴를 제공하지 않기 때문에)아니면 블랙홀 잔해를 남기면서 방사선이 어느 순간 멈추는가?만약 그러한 구조가 존재한다면, 그들의 내부 구조를 조사할 다른 방법은 없을까?
  • 우주 검열 가설과 연대기 보호 추측: "나체된 특이점"으로 알려진 사건의 지평선 뒤에 숨겨지지 않은 특이점이 현실적인 초기 조건에서 발생할 수 있는가, 아니면 이것이 [9]불가능하다고 주장하는 로저 펜로즈의 "우주 검열 가설"의 일부 버전을 증명할 수 있는가?마찬가지로, 일반 상대성 방정식에 대한 일부 해법에서 발생하는 닫힌 시간적 곡선은 스티븐 호킹의 "연대론 보호 추측"에서 제시된 것처럼 양자 역학과 일반 상대성 이론을 통합하는 양자 중력 이론에 의해 배제될 것인가?

양자 물리학

  • Yang-Mills 이론: 임의의 콤팩트 게이지 그룹이 주어졌을 때, 유한한 질량 갭을 가진 사소하지 않은 양자 Yang-Mills 이론이 존재하는가?(이 문제는 수학의 밀레니엄상 문제 중 하나이기도 합니다.)[10]
  • 양자장 이론:대수 QFT의 수학적으로 엄격한 프레임워크에서 교호작용을 포함하고 섭동 [11][12]방법에 의존하지 않는 4차원 시공간에서 이론을 구축하는 것이 가능한가?
  • 지역:양자 [13][14]물리학에는 국소적이지 않은 현상이 있나요?만약 존재한다면, 비국소적인 현상은 벨 불평등 위반으로 드러난 얽힘에 국한되는 것인가, 아니면 정보와 보존된 양 또한 비국소적인 방식으로 이동할 수 있는가?어떤 상황에서 비국소적인 현상이 관찰됩니까?비국소적 현상의 유무는 시공간의 기본 구조에 대해 무엇을 의미합니까?이것이 양자물리학의 근본적인 본질에 대한 적절한 해석을 어떻게 설명할 것인가?

우주론과 일반상대성이론

우주의 암흑 물질과 암흑 에너지의 추정 분포
  • 암흑 물질:암흑물질의 정체는 무엇인가?[20]입자인가요?그렇다면 WIMP, 액시온, Light Super Partner(LSP; 가장 가벼운 슈퍼파트너) 또는 기타 입자 중 어느 쪽입니까?아니면 암흑 물질로 인한 현상이 물질의 어떤 형태가 아니라 실제로 중력의 확장을 가리키는 것일까?
  • 암흑 에너지:관측된 우주의 가속 팽창(de Sitter 단계)의 원인은 무엇입니까?관측은 우주의 가속 팽창으로 올바르게 해석되는가, 아니면 우주론적 원리가 [24][25]거짓이라는 증거인가?왜 암흑 에너지 성분의 에너지 밀도가 시간에 따라 상당히 다르게 진화하는데 현재 물질의 밀도와 같은가? 단순히 우리가 정확한 시간에 관찰하고 있는 것일 수 있을까?암흑 에너지는 순수한 우주론적 상수인가 아니면 팬텀 에너지와 같은 5진수 모델이 적용되는가?
  • 어두운 흐름:관측할 수 있는 우주 바깥으로부터의 비구체 대칭 중력이 우주의 은하단과 같은 큰 물체의 관측된 운동 중 일부에 영향을 미치는가?
  • 우주의 모양:우주의 "모양"이라고 불리는 우주의 공동 공간 부분, 즉 공동 공간의 3차원 몰드는 무엇입니까?곡률은 관측 가능한 척도에서 "0에 가까운" 것으로 알려져 있지만, 곡률이나 위상은 현재 알려져 있지 않습니다.우주 팽창 가설은 우주의 모양이 측정할 수 없을 수도 있다는 것을 암시하지만, 2003년 이후, 장 피에르 루미넷과 다른 그룹들은 우주의 모양이 푸앵카레 12면체 공간일 수도 있다고 제안해 왔다.형태를 측정할 수 없는가, Poincaré 공간인가, 아니면 또 다른 3인조 공간인가?
  • 우주에서 가장 큰 구조물은 예상보다 크다.현재의 우주론 모델들은 우주의 팽창이 [27]중력의 영향을 능가하기 때문에 지름 수억 광년 이상의 규모의 구조는 거의 없을 것이라고 말한다.하지만 슬론 만리장성의 길이는 13억 8천만 광년이다.그리고 현재 알려진 가장 큰 구조물인 헤라클레스-코로나 만리장성은 길이가 100억 광년에 이른다.이것들은 실제 구조입니까, 아니면 랜덤 밀도 변동입니까?만약 그것들이 실제 구조라면, 그들은 3억 광년의 규모에서, 작은 조사에서 보이는 구조들은 우주의 매끄러운 분포가 시각적으로 명백할 정도로 무작위화된다고 주장하는 '위대한 종말' 가설과 모순된다.
  • 추가 치수:자연은 4차원 이상의 시공간 차원을 가지고 있는가?그렇다면 사이즈는 어떻게 되나요?치수는 우주의 기본 속성일까요 아니면 다른 물리 법칙의 출현 결과일까요?더 높은 공간 차원에 대한 증거를 실험적으로 관찰할 수 있습니까?

고에너지 물리학/입자 물리학

다음 항목도 참조하십시오.표준 모델을 넘어서는
  • 계층 문제:중력은 왜 그렇게 약한 힘일까요?이는 플랑크 스케일에서 약전위 스케일(100GeV, 낮은 에너지에서 물리학을 지배하는 에너지 스케일)을 훨씬 상회하는 10GeV 정도로만19 강해진다.이 비늘들은 왜 이렇게 서로 다를까요?힉스 입자의 질량과 같은 전기 약자 규모의 양이 플랑크 규모의 양자 보정을 받는 것을 막는 것은 무엇일까요?솔루션은 초대칭, 추가 차원 또는 인위적인 미세 조정 중 어느 쪽입니까?
  • 자기 단극:'자기 전하'를 가진 입자가 과거 고에너지 시대에 존재했을까?만약 그렇다면, 오늘날 남아있는 것이 있나요? (Paul Dirac은 전하 양자화를 설명할 수 있는 어떤 종류의 자기 단극의 존재를 보여주었습니다.)[28]
  • 중성자 수명 퍼즐:중성자 수명은 수십 년 동안 연구되어 왔지만, 두 가지 실험 방법("병" 대 "빔")[29]의 결과가 다르기 때문에 현재 정확한 값에 대한 공감대가 부족하다.
  • 양성자 붕괴 및 스핀 위기:양성자는 기본적으로 안정적인가요?아니면 표준 [30]모델에 대한 일부 확장에 의해 예측된 유한한 수명 동안 붕괴되는가?쿼크와 글루온은 어떻게 [31]양성자의 회전을 운반할까요?
  • 초대칭:시공간 초대칭이 TeV 스케일로 실현됩니까?그렇다면 초대칭 파괴 메커니즘은 무엇입니까?초대칭은 높은 양자 보정을 방지하면서 전기 약체 척도를 안정화합니까?가장 가벼운 초대칭입자(LSP)는 암흑물질로 구성되어 있습니까?
  • 색 제한:양자 색역학(QCD) 색 제한 추측은 새로운 [32]강입자를 생성하지 않고는 하전된 입자(쿼크 및 글루온)를 모체 강입자에서 분리할 수 없다는 것입니다.비벨 게이지 이론에서 색 제한에 대한 분석적 증거를 제공할 수 있습니까?
  • 물질 세대:왜 쿼크와 렙톤이 3세대에 걸쳐 존재할까요?특정 세대의 쿼크와 렙톤의 질량을 제1원리에서 설명할 수 있는 이론(유카와 커플링 [33]이론)이 있는가.
  • 중성미자 질량:중성미자의 질량은 디락 통계든 마요라나 통계든 어느 정도입니까?질량 계층 구조가 정상입니까, 반전입니까?CP 위반 단계가 [34][35]0과 같습니까?
  • 원자로 안티뉴트리노 이상:전 세계 원자로에서 나오는 반중성미자 플럭스에 관한 기존 데이터 본문에 이상이 있다.이 플럭스의 측정값은 [36]이론에서 예상한 값의 94%에 불과한 것으로 보인다.이것이 알려지지 않은 물리학(예: 멸균 중성미자), 측정의 실험 오류 또는 이론적 플럭스 [37]계산의 오류 때문인지는 알려지지 않았다.
  • 강력한 CP 문제 및 축:강력한 핵 상호작용이 패리티와 전하 결합에 불변하는 이유는 무엇인가?Peccei-Qinn 이론이 이 문제에 대한 해결책입니까?축삭이 암흑물질의 주성분이 될 수 있을까요?
  • 비정상적인 자기 쌍극자 모멘트:뮤온의 비정상적인 자기 쌍극자 모멘트("muon g-2")의 실험적으로 측정된 값이 그 물리 [38]상수의 이론적으로 예측된 값과 유의하게 다른 이유는 무엇입니까?
  • 양성자 반지름 퍼즐:양성자의 전하 반경은 얼마입니까?글루온 충전과 어떻게 다릅니까?
  • 펜타쿠크와 기타 이국적인 하드론:어떤 쿼크의 조합이 가능합니까?왜 펜타쿠크는 [39]발견하기가 그렇게 어려웠을까요?그것들은 5개의 소립자로 단단히 묶인 시스템인가, 아니면 바리온과 [40]중간자의 더 약하게 묶인 쌍인가?
  • Mu 문제: 초대칭 이론의 문제, 이론의 매개 변수를 이해하는 것과 관련이 있습니다.
  • 코이데 공식:입자 생성 문제의 한 측면.세 개의 하전 렙톤 질량을 관측치의 표준 편차 내에서 제곱으로 나눈 합계는 Q 입니다 그러한 단순한 값이 발생하는지, 왜 그것이 가능한 극단값의 정확한 산술 평균인지 알 수 없습니다.1⁄3(질량) 및 1(질량 1개가 우세)입니다.

천문학 및 천체물리학

주요 기사:천문학의 미해결 문제 목록
  • 태양 주기:태양은 주기적으로 역전되는 대규모 자기장을 어떻게 발생시키는가?다른 태양과 비슷한 별들은 어떻게 자기장을 생성하며,[41] 별의 활동 주기와 태양의 활동 주기의 유사점과 차이점은 무엇인가?Maunder Minimum과 다른 거대한 Minima의 원인은 무엇이며, 태양 주기는 어떻게 Minima 상태에서 회복되는가?
  • 코로나 가열 문제:왜 태양의 코로나(대기층)가 태양 표면보다 훨씬 더 뜨거운가?자기 재연결 효과가 표준 모델에서 예측한 것보다 훨씬 빠른 이유는 무엇입니까?
  • 천체물리 제트:왜 특정 천체들을 둘러싼 특정 강착 원반만이 극축들을 따라 상대론적 제트를 방출하는가?왜 많은 강착 [42]디스크에서 준주기적인 진동이 있습니까?왜 이러한 진동 주기는 중심 [43]물체의 질량의 역순으로 확장되는가?왜 때로는 함축적인 음색이 존재하며,[44] 왜 이러한 음색이 다른 물체에서 다른 주파수 비율로 나타나는가?
  • 확산성간 대역:천문학 스펙트럼에서 검출된 수많은 성간 흡수선의 원인은 무엇인가?그것들은 원래 분자이고, 만약 그렇다면 어떤 분자가 그들을 책임지는가?어떻게 형성되죠?
  • 초질량 블랙홀:초대질량 블랙홀 질량과 은하 속도 [45]분산 사이의 M-시그마 관계의 기원은 무엇입니까?어떻게 가장 멀리 있는 퀘이사가 우주의 역사 초기에 초거대 블랙홀을 10 태양 질량까지10 성장시켰을까요?
전형적인 나선은하의 회전곡선: 예측(A) 및 관측(B)두 곡선의 차이가 암흑 물질에 기인할 수 있을까요?
  • 카이퍼 절벽:왜 태양계의 카이퍼 벨트에 있는 물체의 수가 50 천문단위 반지름을 넘어 빠르게 그리고 예기치 않게 줄어드는가?
  • 플라이바이 이상:왜 행성체가 비행하는 위성의 관측 에너지는 이론에서 예측한 값과 아주 조금 다를까요?
  • 갤럭시 회전 문제:암흑 물질은 은하 중심 주위를 도는 별의 관측 및 이론적인 속도 차이를 일으키는 것일까요, 아니면 다른 무엇일까?
  • 초신성:죽어가는 별의 폭발이 폭발이 되는 정확한 메커니즘은 무엇일까요?
  • p-filters:이 희귀한 동위원소들의 핵 형성에 책임이 있는 천체물리학적 과정은 무엇인가?
  • 초고에너지 우주선:[20]왜 일부 우주선은 지구 근처에 충분히 에너지 있는 우주선원이 없다는 것을 고려할 때 불가능한 높은 에너지를 가지고 있는 것으로 보이는가?왜 (분명히) 먼 근원에 의해 방출되는 일부 우주선은 그리슨-자체핀-쿠즈민 한계 [46][20]이상의 에너지를 가지고 있는가?
  • 토성의 회전 속도:토성의 자기권은 왜 행성 구름이 회전하는 주기성과 가까운 주기성을 보이는가?토성 깊은 [47]곳의 실제 회전 속도는 얼마입니까?
  • 마그네타 자기장의 원점:마그네타 자기장의 기원은 무엇입니까?
  • 대규모 이방성:우주는 매우 큰 규모의 이방성이고, 우주론적 원리를 잘못된 가정으로 만드는가?무선, NRAO VLA Sky Survey(NVSS) 카탈로그의[48] 수 및 강도 쌍극자 이방성은 우주 마이크로파[49][50] 배경에서 파생된 국부 운동과 일치하지 않으며 고유 쌍극자 이방성을 나타낸다.동일한 NVSS 무선 데이터도 숫자 및 강도와 동일한 방향의 편광 밀도와 편광[51] 정도에 내재된 쌍극자를 보여준다.대규모 이방성을 나타내는 다른 관측치가 몇 개 있습니다.퀘이사로부터의 광편광은 Gpc의 [52][53][54]매우 큰 스케일에 걸쳐 편광 정렬을 보여줍니다.우주-마이크로웨이브 배경 데이터는 빅뱅 모델과 일치하지 않는 이방성의 [55][56][57][58]몇 가지 특징을 보여줍니다.
  • 은하 원반의 나이-금속성 관계:은하 디스크(디스크의 "얇은" 부분과 "두꺼운" 부분 모두)에 보편적 연령-금속성 관계(AMR)가 있습니까?우리은하의 국부(주로 얇은) 원반에는 강력한 [59]AMR의 증거가 없지만, 근처의 229개의 "두꺼운" 원반 별 표본을 사용하여 은하 두꺼운 원반에 나이-금속성 관계가 존재하는지 조사하고 두꺼운 [60][61]원반에 나이-금속성 관계가 있음을 나타냅니다.별지진학의 항성 나이는 은하 [62]원반에 강력한 나이-금속성 관계가 없음을 확인시켜 줍니다.
  • 리튬 문제:왜 빅뱅 핵합성에서 생성될 것으로 예측된 리튬-7의 양과 아주 오래된 [63]별에서 관측된 양 사이에 차이가 있는 것일까?
  • 초광도 X선 소스(ULX):활동 은하핵과 관련이 없지만 중성자별 또는 항성 블랙홀의 에딩턴 한계를 초과하는 X선 선원은 무엇일까?중간질량 블랙홀 때문일까요?일부 ULX는 주기적인 것으로 중성자별에서 비등방성 방출을 시사한다.이것은 모든 ULX에 적용됩니까?어떻게 그러한 시스템이 형성되고 안정적으로 유지될 수 있을까요?
  • 고속 무선 버스트(FRB):왜 먼 은하에서 온 이러한 일시적인 전파 펄스는 각각 몇 밀리초 밖에 지속되지 않는가?일부 FRB는 예측할 수 없는 간격으로 반복되지만 대부분은 반복되지 않는 이유는 무엇입니까?수십 가지 모델이 제안되었지만, [64]널리 받아들여진 모델은 하나도 없다.
  • 공간에 있는 공극은 비어있나요 아니면 투명한 [65][66]물질로 구성되어 있나요?

핵물리학

중핵에 대한 양성자 대 중성자 수 그림에서 "안정성의 섬"

원자, 분자 및 광학 물리학

유체 역학

  • Navier를 위한 부드러운 솔루션은 어떤 조건에서 존재합니까?–스토크스 방정식, 비스코스 유체의 흐름을 설명하는 방정식은 무엇입니까?이 문제는 3차원으로 압축할 수 없는 유체에 대해서도 수학의 [69]밀레니엄상 문제 중 하나입니다.
  • 난류:난류(특히 내부 구조)[46]의 통계를 설명하는 이론적 모델을 만들 수 있습니까?
  • 상류 오염:높은 용기에서 낮은 용기로 물을 부을 때, 후자에 떠 있는 입자가 상류로 올라가 위쪽 용기로 들어갈 수 있다.이 현상에 대한 명확한 설명은 아직 부족하다.

응집 물질 물리학

구리 초전도체 샘플(특히 BSCCO).이 물질들의 초전도 메커니즘은 알려지지 않았다.
  • 고온 초전도체:어떤 물질들이 약 25켈빈보다 훨씬 높은 온도에서 초전도성을 나타내게 하는 메커니즘은 무엇인가?상온과 [46]기압에서 초전도체 재료를 만들 수 있습니까?
  • 비정질 솔리드:유체 또는 일반 고체와 유리상 사이의 유리 전이 특성은 무엇입니까?안경의 일반적인 특성과 유리 [70][71]전환의 원인이 되는 물리적 과정은 무엇입니까?
  • 극저온 전자 방출:광전자 증배관의 온도가 [72][73]감소함에 따라 빛이 없을 때 전자 방출이 증가하는 이유는 무엇인가?
  • 음향 발광:소리에 [74][75]의해 흥분될 때 액체 속의 거품이 폭발하면서 짧은 빛의 방출을 일으키는 것은 무엇일까?
  • 토폴로지 순서:위상 순서는 0이 아닌 온도에서 안정되어 있습니까?마찬가지로 3차원 자기보정 양자메모리를 [76]가질 수 있을까요?
u = 8/5 부분 양자 홀 상태에서의 자기 저항

플라즈마 물리학

  • 플라즈마 물리 및 핵융합 전력:핵융합 에너지는 핵분열 에너지가 현재 생성하는 방사성 폐기물 유형 없이 풍부한 자원(예: 수소)에서 잠재적으로 전력을 공급할 수 있다.하지만 이온화된 가스(플라스마)가 핵융합 에너지를 생성하기에 충분히 오래, 그리고 충분히 높은 온도로 제한될 수 있을까요?H-Mode의 물리적 [86]기원은 무엇입니까?
  • 주입 문제:페르미 가속은 천체물리 입자를 높은 에너지로 가속시키는 주요 메커니즘으로 생각됩니다.하지만, 어떤 메커니즘이 처음에 페르미 가속이 그들에게 [87]작용하도록 충분히 높은 에너지를 갖게 하는지는 불분명합니다.
  • Alfvénic 난기류:태양풍과 태양 플레어의 난기류에서, 코로나 질량 방출, 그리고 자기권 서브스톰은 우주 플라즈마 [88]물리학의 주요 미해결 문제이다.

생물 물리학

  • 유전자 발현에서 소음에 대한 확률성과 견고성:유전자는 어떻게 다른 외부 압력과 내부 확률을 견디면서 우리 몸을 지배할까요?유전자 과정에는 특정한 모델이 존재하지만, 우리는 전체적인 그림을 이해하는 것과는 거리가 멀고, 특히 유전자 발현을 엄격하게 규제해야 하는 발달에 있어서 그렇다.
  • 면역 체계에 대한 정량적 연구:면역 반응의 양적 특성은 무엇입니까?면역 체계 네트워크의 기본 구성 요소는 무엇입니까?
  • 균질성:생화학 시스템에서 특정 에난티오머의 우위의 기원은 무엇인가?
  • 자기 수신:동물들(예: 철새들)은 어떻게 지구의 자기장을 감지하는가?
  • 단백질 구조 예측:단백질의 3차원 구조는 어떻게 1차원 아미노산 배열에 의해 결정되는가?단백질은 어떻게 마이크로초에서 마이크로초까지의 시간 척도로 접힐 수 있는가? 가능한 구성의 수가 천문학적이고 구조 변화가 피코초에서 마이크로초까지의 시간 척도로 일어날 때?알고리즘은 단백질의 3차원 구조를 그 배열로부터 예측하기 위해 작성될 수 있는가?대부분의 자연발생 단백질의 자연구조가 구조공간에서 자유에너지의 전지구적 최소값과 일치하는가?아니면 대부분의 원어민 구조가 열역학적으로 불안정하지만 속도론적으로는 준안정 상태에 갇혀 있는 것일까?무엇이 세포 내부에 존재하는 고밀도 단백질의 [89]침전을 막는가?

물리학 철학

  • 양자역학의 해석:상태의 중첩이나 파동함수의 붕괴나 양자 탈코히렌스 등의 요소를 포함한 현실의 양자 기술은 어떻게 우리가 [46]인지하는 현실을 발생시키는가?이 질문을 설명하는 또 다른 방법은 측정 문제에 관한 것입니다.파동 함수를 일정한 상태로 붕괴시키는 것으로 보이는 측정이란 무엇인가?고전 물리적 과정과 달리(양자 순간 이동 양자 얽힘이라...에서 발생하는 같은)일부 양자 역학적 과정을 동시에, 하지만, 이러한 속성의 또는 경우 그러한 감각에 양자 역학적 과정을 설명하기는 catego sacrificed,[90]야 한다 명백하지 않다"인과","진짜""지역" 수 없다.ry 양자역학에 대한 적절한 이해가 질문을 무의미하게 만들 수 있는 오류.다중우주가 해결할 수 있을까요?
  • 시간의 화살표(예: 엔트로피의 시간 화살표):왜 시간은 방향을 가지고 있을까?왜 [46]우주는 과거에 그렇게 낮은 엔트로피를 가지고 있었고, 열역학 제2법칙에 따르면, 시간은 과거와 미래의 엔트로피의 보편적인 증가(국소적이 아닌)와 상관관계가 있는 것일까?CP 위반은 왜 다른 곳에서는 관찰되지 않고 특정 약한 힘의 붕괴에서 관찰되는가?CP 위반은 열역학 제2법칙의 산물인가, 아니면 시간의 화살인가?인과관계 원리에 예외가 있나요?단 하나의 과거가 있을까요?현재가 과거와 미래와 물리적으로 구별되는가, 아니면 단순히 의식의 출현적 특성인가?시간의 양자 화살과 열역학적 화살의 연관성은 무엇인가?

1990년대 이후 해결된 문제

일반물리학/양자물리학

  • 허점이 없는 벨 테스트 실험(1970[91]–2015):2015년 10월, 카블리 나노과학 연구소 과학자들은 "루프홀 없는 벨 테스트" [92][93]연구에 기초한 96% 신뢰 수준에서 국부적인 은닉 변수 가설의 실패가 뒷받침된다고 보고했습니다.이러한 결과는 2015년 [94][95]12월에 발표된 5개 표준 편차를 초과하는 통계적 유의성을 가진 두 연구에 의해 확인되었다.
  • 볼 번개의 존재(1638[96]–2014):2014년 1월, 중국 란저우에 있는 북서사범대학교의 과학자들은 2012년 7월에 중국 칭하이 [97][98]고원에서 일반 구름-지상 번개를 연구하는 동안 만들어진 자연 구면 번개의 광학 스펙트럼에 대한 기록 결과를 발표했다.900m(3,000ft) 거리에서 일반 번개가 지면에 떨어진 후 볼 번개가 형성된 후부터 현상의 광학적 붕괴까지 총 1.3초의 볼 번개와 그 스펙트럼의 디지털 비디오가 만들어졌다.기록된 볼 번개는 대기 중에 빠르게 산화되는 기화된 토양 원소인 것으로 추정된다.이 가설의 타당성은 아직 [98]명확하지 않다.
  • 보스-아인슈타인 응축수 생성(1924[99]~1995):묽은 원자 증기의 형태로 이루어진 복합 보손은 레이저 냉각 및 증발 [citation needed]냉각 기술을 사용하여 양자 축퇴로 냉각되었다.

우주론과 일반상대성이론

고에너지 물리학/입자 물리학

  • 펜타쿠크의 존재(1964–2015):2015년 7월, CERN의 LHCb 협업을 통해 하단 람다 바리온(δ0
    b    )    이 J/colon(J/colon), kaon(K−
    )     및 양성자(p)로 붕괴되는 것을 나타내는 δ0
    b    →J/colonKp−     채널의 펜타쿠크가 확인되었다.    그 결과 중간자와 중입자로 직접 붕괴하는 대신 중간 펜타쿠크 상태를 통해 δ가0
    b 붕괴되는 경우가 있었다.    P(4380)와+
    c P(4450)라는 이름의+
    c 두 상태는 각각 9µ와 12µ의 개별 통계적 유의성과 15µ의 유의성을 가지고 있어 공식적인 발견을 주장하기에 충분했다.    두 펜타쿠크 상태는 둘 다 J/µp로 강하게 붕괴하는 것이 관찰되었으므로, 반드시 두 개의 업 쿼크, 다운 쿼크, 참 쿼크, 반참 쿼크(
    uudcc








    )의 원자가 쿼크 함량을 가져야 하며, 이는 charmonium-펜타쿠크가 [104]된다.
  • 쿼크-글루온 플라즈마의 존재, 물질의 새로운 위상이 발견되었고 CERN-SPS(2000), BNL-RHIC(2005) 및 CERN-LHC(2010)[105]의 실험에서 확인되었다.
  • 힉스 입자와 전기 약 대칭 파괴(1963[106]–2012):W와 Z 보손에 질량을 주는 전기 약 게이지 대칭을 깨는 메커니즘은 표준 모델의 힉스 보손 발견으로 해결되었으며, 약 보손에 예상되는 커플링과 함께 해결되었다.기술자가 제안한 강력한 다이내믹 솔루션의 증거는 관찰되지 않았습니다.
  • 대부분의 소립자 질량의 원점:이 입자에 질량을 주는 힉스장이 존재한다는 것을 암시하는 힉스 입자의 발견으로 해결되었습니다.

천문학 및 천체물리학

핵물리학

신속한 문제 해결

  • 타임 크리스탈의 존재(2012-2016):양자화된 시간 결정의 아이디어는 프랭크 [118][119]윌체크에 의해 2012년에 처음 이론화 되었다.2016년, Khemani 등 [120]및 Else [121]등은 서로 독립적으로 주기적으로 구동되는 양자 스핀 시스템이 유사한 행동을 보일 수 있다고 제안했다.또한 2016년, 버클리 대학의 Norman Yao와 동료들은 스핀 [122]시스템에서 이산적인 시간 결정을 만드는 다른 방법을 제안했습니다.그 후 메릴랜드 대학의 크리스토퍼 먼로가 이끄는 그룹과 하버드 대학의 미하일 루킨이 이끄는 두 팀이 이 실험을 사용했는데, 두 팀 모두 실험 환경에서 시간 결정의 증거를 보여줄 수 있었고, 짧은 시간 동안 시스템이 예측된 [123][124]것과 유사한 역학을 보인다는 것을 보여주었다.
  • 광자 생산 부족 위기(2014–2015):이 문제는 Khaire와 Srianand에 [125]의해 해결되었습니다.그들은 업데이트된 퀘이사와 은하 관측을 이용하여 2배에서 5배의 큰 메타은하 광이온화율을 쉽게 얻을 수 있다는 것을 보여준다.최근 퀘이사를 관찰한 결과, 자외선 광자에 대한 퀘이사의 기여도는 이전의 추정치보다 2배 더 큰 것으로 나타났습니다.수정된 은하의 기여도는 3배 더 큽니다.이것들이 함께 위기를 해결한다.
  • 히파르코스 이상(1997-2012[126]):고정밀 시차 수집 위성(Hipparcos)은 플레이아데스 성단의 시차를 측정하여 385광년의 거리를 측정했습니다.이는 실제 밝기 측정에서 겉보기 밝기 측정 또는 절대 밝기로 측정한 다른 측정과는 크게 달랐다.이 변칙은 성단에 있는 별들의 거리와 거리 오차 사이에 상관관계가 있을 때 가중 평균을 사용했기 때문입니다.가중되지 않은 평균을 사용하여 해결됩니다.히파르코스 성단에 [127]관한 한 체계적 편향은 없습니다.
  • 광속보다 빠른 중성미자 이상(2011-2012):2011년 OPERA 실험은 빛보다 빠르게 이동하는 중성미자를 잘못 관찰했다.2012년 7월 12일 OPERA는 새로운 오류 원인을 계산에 포함시킴으로써 논문을 업데이트했습니다.그들은 중성미자 속도와 [128]빛의 속도가 일치한다는 것을 발견했다.
  • 파이어니어 이상(1980-2012):파이어니어 10호와 11호가 태양계를 [46][20]떠날 때 예측된 가속도에 편차가 있었다.이것은 이전에 설명되지 않았던 열반동의 [129][130]결과라고 생각됩니다.

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