物理実験とは何ですか？

物理実験を使用して、制御された状況で物理現象を観察し、宇宙の仕組みに関する情報を識別します。 いくつかの物理実験は何度も行われ、教育目的で使用されていますが、一部の物理実験は初めて行われ、宇宙の性質に関する詳細な情報を探しています。 現代の物理学の多くは検証不可能な数学的方程式のみに関係していますが、実験物理学の分野は物理学の幅広い分野に不可欠です。

高校の物理学の学生は、教育の全段階を通じて物理実験を定期的に実施しています。 高校では、実験は通常、生徒に単純な物理的原理を実証および証明するのに役立ちます。 一般的に、重力や回転運動などの一般的なトピックに関係しています。 一般的に扱われている他のトピックは、電気と流体の動きです。

大学では、ほとんどの教室の物理学コースは物理学ラボと結合されています。 このようなラボコースでは、生徒は教室で学んだトピックに対応する幅広い物理実験を実施します。 一般的に、これらのトピックは、高校のコースで教えられるトピックよりも高度です。 これに対応して、実験はより厳密で高度になりました。 彼らは高校で教えられたものと同様のトピックをカバーしていますが、それらはより深いものです。

物理学者は、非常に長い間、宇宙の数学的モデルを作成するために理論を立て、取り組んできました。 物理現象について提案されている数学的説明は、科学者が実験的にそれらを検証する能力よりも数十年先になる傾向があります。 たとえば、アインシュタインは、1906年と1916年にそれぞれ特殊相対性理論と一般相対性理論の理論を開発しました。 これらの理論の一部は実験的に検証されていますが、数学的な方程式の形でのみ存在する側面がまだあります。

研究対象は信じられないほど小さいか、信じられないほど大規模である傾向があるため、効果的な物理実験を行うにはますますコストがかかります。 たとえば、大きなハドロン衝突型加速器は、他の信じられないほど小さな粒子を衝突させ、衝突の結果を調べることにより、ヒッグスボソン粒子の存在を証明するために構築されました。 コライダーを実行するのに必要な大量のエネルギーを考慮する前であっても、コライダーのコストは数十億米ドルです。

大型ハドロン衝突型加速器は、その費用にもかかわらず、まさに物理実験が何であるかの優れた例です。 その目的は、粒子を衝突させ、衝突の結果を観察することです。 これは非常に制御された条件下で行われます。装置全体が特定の温度に維持され、粒子が非常に特定の速度に加速されます。 他の科学実験と同様に、大型ハドロン衝突型加速器を使用すると、科学者は制御された環境下で自然現象を観察できます。 彼らは観察したものから独自の結論を引き出すことができます。