Nykyfysiikassa

Nykyfysiikka, moderni fysiikka, viittaa fysiikan kehitykseen 1900-luvun alusta nykypäivään. Se on merkittävästi laajentanut ja syventänyt ymmärrystämme maailmankaikkeudesta verrattuna klassiseen fysiikkaan, joka kuvasi luonnonilmiöitä 1800-luvun loppuun asti. Nykyfysiikan keskeisimpiä teorioita ovat kvanttimekaniikka ja suhteellisuusteoriat.

Kvanttimekaniikka mullisti käsityksemme atomien ja subatomisten hiukkasten käyttäytymisestä. Se esittelee idean kvanteista, eli diskreeteistä energiamääristä, ja todennäköisyydestä luonnon perusominaisuutena. Kvanttimekaniikka selittää ilmiöitä, kuten valosähköistä ilmiötä, atomin rakennetta ja aineen aalto-hiukkasdualismiä. Sen sovellukset ulottuvat elektroniikasta ja lasertekniikasta aina ydinfysiikkaan.

Albert Einsteinin suhteellisuusteoriat, erityisesti suppea ja yleinen suhteellisuusteoria, ovat muuttaneet käsityksemme avaruudesta, ajasta, painovoimasta ja maailmankaikkeuden rakenteesta. Suppea suhteellisuusteoria käsittelee ajan ja avaruuden suhteellisuutta liikkuville havaitsijoille, kun taas yleinen suhteellisuusteoria kuvaa painovoimaa avaruusajan kaareutumisena. Nämä teoriat ovat olennaisia esimerkiksi tähtitieteessä ja kosmologiassa.

Nykyfysiikan tutkimusalueita ovat myös hiukkasfysiikka, joka tutkii maailmankaikkeuden perushiukkasia ja niiden välisiä vuorovaikutuksia, sekä kiinteän olomuodon fysiikka, joka keskittyy materiaalien ominaisuuksiin. Tutkimus pyrkii jatkuvasti yhdistämään näitä eri teorioita ja löytämään uusia lakeja, jotka selittävät maailmankaikkeutta entistä kattavammin.