Vad är fysiksexperiment?

Fysiksexperiment används för att observera fysiska fenomen i kontrollerade situationer för att urskilja information om universums funktionssätt. Vissa fysiksexperiment har genomförts många gånger och används för utbildningsändamål, medan andra genomförs för första gången och försöker upptäcka mer information om universums natur. Mycket av modern fysik handlar bara om overifierbara matematiska ekvationer, men området för experimentell fysik är en integrerad del av det breda fysikfältet.

Fysikstudenter från tidig gymnasium genom alla stadier i sina utbildningar genomför regelbundet fysikexperiment. I gymnasiet tjänar experimenten vanligtvis till att visa och bevisa enkla fysiska principer för eleverna. De handlar vanligtvis om allmänna ämnen som tyngdkraft eller rotationsrörelse. Andra vanligt förekommande ämnen är elektricitet och rörelse.

På högskolan är de flesta fysikkurser i klassrummet kombinerade med fysiklaboratorier. I sådana labbkurser genomför studenter ett brett utbud av fysiksexperiment som motsvarar ämnena i klassrummet. Generellt sett är dessa ämnen mer avancerade än de som undervisas på gymnasiekurser. Experimenten är motsvarande strängare och mer avancerade. De täcker ämnen som liknar dem som undervisas i gymnasiet, men de har mycket mer djup.

Fysiker har teoretiserat och arbetat för att göra en matematisk modell av universum under mycket lång tid. De föreslagna matematiska förklaringarna till fysiska fenomen tenderar att vara decennier före forskarnas förmåga att experimentellt verifiera dem. Till exempel utvecklade Einstein sina teorier om speciell relativitet och allmän relativitet 1906 respektive 1916. Även om delar av dessa teorier har verifierats experimentellt, finns det fortfarande aspekter av dem som bara finns i form av matematiska ekvationer.

Det blir allt mer kostsamt att genomföra effektiva fysiksexperiment eftersom studierna tenderar att vara antingen otroligt små eller otroligt massiva. Till exempel konstruerades Large Hadron Collider för att bevisa förekomsten av Higgs-Boson-partikeln genom att kollidera andra otroligt små partiklar och undersöka resultaten av kollisionen. Kostnaden för collideren, innan man ens överväger den enorma mängden energi som krävs för att driva den, ligger i miljarder dollar.

Large Hadron Collider, trots dess kostnad, är ett utmärkt exempel på vad exakt ett fysiksexperiment är. Syftet är att kollidera partiklar och observera vad som är resultatet av kollisionen. Det gör det under mycket kontrollerade förhållanden - hela apparaten hålls vid en specifik temperatur och partiklarna accelereras till mycket specifika hastigheter. Liksom i andra vetenskapliga experiment, tillåter Large Hadron Collider forskare att observera ett naturfenomen under kontrollerade omständigheter. De kan dra sina egna slutsatser från vad de observerar.