Теоретичні проблеми Вставка з Вікіпедії. Деякі з цих проблем мають теоретичний характер, що означає, що існуючі теоріївиявляються нездатними пояснити певні

РОЗДІЛ 14 РІШЕННЯ У ПОШУКУ ПРОБЛЕМИ ЧИ БАГАТО ПРОБЛЕМИ З ОДНИМ І ТИМ Ж РІШЕННЯМ? ЗАСТОСУВАННЯ ЛАЗЕРІВ У 1898 р. Уеллс уявив у своїй книзі «Війна світів» захоплення Землі марсіанами, які використовували промені смерті, здатні легко проходити через цеглу, спалювати ліси, і

ІІ. Соціальний бікпроблеми Ця сторона проблеми є, без сумніву, найважливішою та найцікавішою. Зважаючи на її велику складність ми обмежимося тут лише найзагальнішими міркуваннями.1. Зміни у світовій економічній географії. Як ми бачили вище, вартість

1.2. Астрономічний аспект проблеми АКО Питання про оцінки значущості астероїдно-кометної небезпеки пов'язане насамперед із нашим знанням про населеність Сонячна системамалими тілами, особливо тими, що можуть зіткнутися із Землею. Такі знання дає астрономія.

Нові проблеми космології Повернемося до парадоксів нерелятивістської космології. Згадаймо, що причина гравітаційного парадоксу в тому, що для однозначного визначення гравітаційного впливу або недостатньо рівнянь, або немає можливості коректно поставити

Глава 9. Проблеми уніфікації У 1947 році Брайс Девітт, який щойно закінчив аспірантуру, зустрівся з Вольфгангом Паулі і розповів, що працює над квантуванням. гравітаційного поля. Девітт не розумів, чому дві великі концепції XX століття – квантова фізика та загальна теорія

Випуски:
* Александров Є.Б., Хвостенко Г.І., Чайка М.П. Інтерференція атомних станів. (1991)
* Аліханов А.І. Слабкі взаємодії. Нові дослідження бета-розпаду. (1960)
* Аллен Л., Джонс Д. Основи фізики газових лазерів. (1970)
* Альперт Я.Л. Хвилі та штучні тіла у приземній плазмі. (1974)
* (1988)
* Андрєєв І.В. Хромодинаміка та жорсткі процеси при високих енергіях. (1981)
* Анісімов М.А. Критичні явища в рідинах та рідких кристалах. (1987)
* Аракелян С.М., Чилінгарян Ю.С. Нелінійна оптика рідких кристалів. (1984)
* (1969)
* Ахманов С.А., Висловух В.А., Чиркін А.С. Оптика фемотосекундних лазерних імпульсів. (1988)
* (1981)
* (1962)
* Бахвалов Н.С., Жілейкін Я.М., Заболотська Є.А. та ін. Нелінійна теорія звукових пучків. (1982)
* Бєлов К.П., Белянчикова М.А., Левітін Р.З., Нікітін С.А. Рідкоземельні феромагнетики та антиферомагнетики. (1965)
* Бутікін В.С., Каплан А.Є., Хронопуло Ю.Г., Якубович Є.І. Резонансні взаємодії світла із речовиною. (1977)
* (1970)
* Бреслер С.Є. Радіоактивні елементи. (1949)
* Бродський А.М., Гуревич Ю.Я. Теорія електронної емісії із металів. (1973)
* Бугаков В.В. Дифузія в металах та сплавах. (1949)
* Вавілов В.С., Гіппіус А.А., Конорова Є.А. Електронні та оптичні процеси в алмазі. (1985)
* Вайсенберг А.О. Мю-мезон. (1964)
* (1968)
* Васильєв В.А., Романовський Ю.М., Яхно В.Г. Автохвильові процеси. (1987)
* (1986)
* (1988)
* (1984)
* Вонсовський С.В. Сучасне вчення про магнетизм. (1952)
* (1969)
* Вонсовський С.В. та ін. Феромагнітний резонанс. Явище резонансного поглинання високочастотного електромагнітного поляу феромагнітних речовинах. (1961)
* (1981)
* Гейлікман Б.Т., Кресін В.З. Кінетичні та нестаціонарні явища у сверпровідниках. (1972)
* Гетце В. Фазові переходи рідина-скло. (1992)
* (1975)
* Гінзбург В.Л., Рухадзе А.А. Хвилі у магнітоактивній плазмі. (1970)
* Гінзбург С.Л. Необоротні явища у спинових стеклах. (1989)
* Грінберг А.П. Методи прискорення заряджених частинок. (1950)
* Гурбатов С.М., Малахов А.М., Саїчов А.І. Нелінійні випадкові хвилі у середовищах без дисперсії. (1990)
* Гуревич Ю.Я., Харкац Ю.І. Суперіонні провідники. (1992)
* Дорфман Я.Г. Магнітні властивості атомного ядра. (1948)
* Дорфман Я.Г. Діамагнітизм та хімічний зв'язок. (1961)
* Жевандров Н.Д. Оптична анізотропія та міграція енергії у молекулярних кристалах. (1987)
* (1970)
* (1984)
* (1972)
* Кернер Б.С., Осипов В.В. Автосолітони: Локалалізовані сильно-нерівноважні області в однорідних дисипативних системах. (1991)
* (1985)
* Кляцкін В.І. Метод занурення теоретично поширення хвиль. (1986)
* Кляцкін В.І. Статистичний описдинамічних систем з параметрами, що флуктують. (1975)
* Корсунський М.І. Аномальна фотопровідність. (1972)
* Кулик І.О., Янсон І.К. Ефект Джозефсона у надпровідних тунельних структурах. (1970)
* Ліхарєв К.К. Введення у динаміку джозефсонівських переходів. (1985)
* Променеве наближення та питання поширення радіохвиль. (1971) Збірник
* (1958)
* (1967)
* Міногін В.Г., Лєтохов В.С. Тиск лазерного променя на атоми. (1986)
* Михайлов І.Г. Розповсюдження ультрозвукових хвиль у рідинах. (1949)
* Нейтрино. (1970) Збірник
* Загальні принципи квантової теоріїполя та їх наслідки. (1977) Збірник
* Осташев В.Є. Поширення звуку в середовищах, що рухаються. (1992)
* Павленко В.М., Сітенко О.Г. Ехові явища в плазмі та плазмоподібних середовищах. (1988)
* Паташинський А.З., Покровський В.Л. Флуктуаційна теорія фазових переходів. (1975)
* Пушкаров Д.І. Дефектони в кристалах: Метод квазічастинок у квантовій теорії дефектів. (1993)
* Рік Г.Р. Мас-спектроскопія. (1953)
* Надпровідність: зб. ст. (1967)
* Сена Л.А. Зіткнення електронів та іонів з атомами газу. (1948)
* (1960)
* (1964)
* Смілга В.П., Білоусов Ю.М. Мюонний метод дослідження речовини. (1991)
* Смирнов Б.М. Комплексні іони. (1983)
* (1988)
* (1991)
* Степанянц Ю.А., Фабрикант А.Л. Поширення хвиль у зсувних потоках. (1996)
* Тверський Б.А. Динаміка радіаційних поясів Землі. (1968)
* Туров Є.А. - Фізичні властивості магнітоупорядкованих кристалів. Феноменол. Теорія спинових хвиль у феромагнетиках, антиферомагнетиках. (1963)
* (1972)
* (1961)
* Фотопровідність. (1967) Збірник
* Фріш С.Е. Спектроскопічне визначення ядерних моментів. (1948)
* (1965)
* Хрипловіч І.Б. Незбереження парності в атомних явищах. (1981)
* Честер Дж. Теорія незворотних процесів. (1966)
* Шикін В.Б., Монарха Ю.П. Двовимірні заряджені системи у гелії. (1989)

10 невирішених проблем сучасної фізики
Нижче наведемо список невирішених проблем сучасної фізики.

Деякі з цих проблем мають теоретичний характер. Це означає, що існуючі теорії виявляються нездатними пояснити певні явища, що спостерігаються або експериментальні результати.

Інші проблеми є експериментальними, а це означає, що є труднощі у створенні експерименту з перевірки запропонованої теорії або більше докладному дослідженнюбудь-якого явища.

Деякі з цих проблем тісно взаємопов'язані. Наприклад, додаткові виміри чи суперсиметрія можуть вирішити проблему ієрархії. Вважається, що повна теорія квантової гравітації здатна відповісти на більшу частину з перерахованих питань.

Яким буде кінець Всесвіту?

Розгадка багато в чому залежить від темної енергії, що залишається невідомим членом рівняння.

Темна енергія відповідальна за розширення Всесвіту, що прискорюється, але її походження - таємниця, вкрита мороком. Якщо темна енергіяпостійна протягом тривалого часу, нас, ймовірно, чекає «велике заморожування»: Всесвіт продовжить розширюватися все швидше, і в кінцевому рахунку галактики настільки віддаляться один від одного, що нинішня порожнеча космосу здасться дитячою забавою.

Якщо темна енергія зростає, розширення стане настільки швидким, що збільшиться простір між галактиками, а й між зірками, тобто самі галактики будуть розірвані; цей варіант називається "великим розривом".

Ще один сценарій у тому, що темна енергія зменшиться і не зможе протидіяти силі тяжкості, що змусить Всесвіт звернутися («велике стиск»).

Ну а суть у тому, що, хоч би як розгорталися події, ми приречені. До цього ще, втім, мільярди або навіть трильйони років - достатньо, щоб розібратися в тому, як же все-таки загине Всесвіт.

Квантова гравітація

Незважаючи на активні дослідження, теорія квантової гравітації поки що не побудована. Основна труднощі в її побудові полягає в тому, що дві фізичні теорії, які вона намагається пов'язати воєдино, - квантова механіка і загальна теорія відносності (ОТО) - спираються на різні набори принципів.

Так, квантова механіка формулюється як теорія, що описує тимчасову еволюцію фізичних систем(наприклад атомів або елементарних частинок) на тлі зовнішнього простору-часу.

У ЗТО зовнішнього простору-часу немає — воно саме є динамічним змінної теорії, яка залежить від характеристик що знаходяться в ньому класичнихсистем.

При переході до квантової гравітації, як мінімум, потрібно замінити системи на квантові (тобто зробити квантування). Виникає зв'язок вимагає якогось квантування геометрії самого простору-часу, причому фізичний зміст такого квантування абсолютно неясен і будь-яка успішна несуперечлива спроба його проведення відсутня.

Навіть спроба провести квантування лінеаризованою класичної теоріїгравітації (ОТО) наштовхується на численні технічні труднощі - квантова гравітація виявляється неперенормованої теорією внаслідок того, що гравітаційна стала є розмірною величиною.

Ситуація посилюється тим, що прямі експерименти в галузі квантової гравітації через слабкість самих гравітаційних взаємодій недоступні. сучасним технологіям. У зв'язку з цим у пошуку правильного формулювання квантової гравітації доводиться поки що спиратися лише на теоретичні викладки.

Бозон Хіггса не має жодного сенсу. Чому ж він існує?

Бозон Хіггса пояснює, як всі інші частки набувають маси, але в той же час порушує безліч нових питань. Наприклад, чому бозон Хіггса взаємодіє зі всіма частинками по-різному? Так, t-кварк взаємодіє з ним сильніше, ніж електрон, через що маса першого набагато вища, ніж у другого.

Крім того, бозон Хіггса - перша елементарна частка з нульовим спином.

«Перед нами зовсім нова область фізики елементарних частинок, - говорить вчений Річард Руїс - Ми поняття не маємо, яка її природа».

Випромінювання Хокінга

Чи виробляють чорні дірки теплове випромінюванняЯк це передбачає теорія? Чи містить це випромінювання інформацію про їх внутрішню структуру чи ні, як випливає з оригінального розрахунку Хокінга?

Чому сталося так, що Всесвіт складається з матерії, а не антиматерії?

Антиматерія - та ж матерія: вона володіє точно такими ж властивостями, як речовина, з якого складаються планети, зірки, галактики.

Відмінність тільки одна - заряд. Згідно з сучасними уявленнями, у новонародженому Всесвіті того й іншого було порівну. Незабаром після Великого вибухуматерія та антиматерія анігілювали (прореагували із взаємним знищенням та виникненням інших частинок один одного).

Постає питання, як так вийшло, що деяка кількість матерії все-таки залишилася? Чому саме матерія досягла успіху, а антиречовина програла «перетягування каната»?

Щоб пояснити цю нерівність, вчені старанно шукають приклади порушення CP-інваріантності, тобто процесів, за яких частки вважають за краще розпадатися з утворенням матерії, але не антиматерії.

«Передусім хотілося б зрозуміти, чи розрізняються нейтринні осциляції (перетворення нейтрино в антинейтрино) між нейтрино і антинейтрино», – говорить Алісія Меріно, що поділилася питанням, з Колорадського університету. - Нічого подібного досі не спостерігалося, але ми сподіваємося на наступне покоління експериментів ».

Теорія всього

Чи існує теорія, яка пояснює значення всіх фундаментальних фізичних констант? Чи існує теорія, яка пояснює чому закони фізики такі, як вони є?

Теорія всього   - гіпотетична об'єднана фізико-математична теорія, що описує всі відомі фундаментальні взаємодії.

Спочатку даний термінвикористовувався в іронічному ключі для позначення різноманітних узагальнених теорій. Згодом термін закріпився в популяризаціях квантової фізики для позначення теорії, яка б об'єднала всі чотири фундаментальні взаємодії в природі.

Протягом ХХ століття було запропоновано безліч «теорій всього», але жодна з них не змогла пройти експериментальну перевірку, або існують значні труднощі в організації експериментальної перевірки для деяких з кандидатів.

Бонус: Кульова блискавка

Яка природа цього явища? Чи кульова блискавка є самостійним об'єктом або підживлюється енергією ззовні? Чи все кульові блискавкимають одну й ту саму природу чи існують різні їх типи?

Кульова блискавка—світиться плаваючий у повітрі вогненна куля, унікально рідкісне природне явище.

Єдиною фізичної теоріївиникнення та протікання цього явища до теперішнього часу не представлено, також існують наукові теорії, які зводять феномен до галюцинацій

Існує близько 400 теорій, що пояснюють явище, але жодна з них не отримала абсолютного визнання в академічному середовищі. У лабораторних умовсхожі, але короткочасні явища вдалося отримати кількома різними способамиТак що питання про природу кульової блискавки залишається відкритим. Станом на кінець XX століття не було створено жодного досвідченого стенду, на якому це природне явище штучно відтворювалося б відповідно до описів очевидців кульової блискавки.

Широко поширена думка, що кульова блискавка - явище електричного походження, природної природи, тобто є особливого виглядублискавку, що існує тривалий часі має форму кулі, здатної переміщатися непередбачуваною, іноді дивовижною для очевидців траєкторії.

Традиційно достовірність багатьох свідчень очевидців кульової блискавки залишається під сумнівом, у тому числі:

• сам факт спостереження хоч якогось явища;
• факт спостереження саме кульової блискавки, а чи не якогось іншого явища;
• окремі подробиці явища, що наводяться у свідоцтві очевидця.

Сумніви щодо достовірності багатьох свідчень ускладнюють вивчення явища, а також створюють ґрунт для появи різних спекулятивно-сенсаційних матеріалів, нібито пов'язаних із цим явищем.

За матеріалами: кілька десятків статей з

Нижче наведено список невирішених проблем сучасної фізики. Деякі з цих проблем мають теоретичний характер. Це означає, що існуючі теорії виявляються нездатними пояснити певні явища, що спостерігаються, або експериментальні результати. Інші проблеми є експериментальними, а це означає, що є труднощі у створенні експерименту з перевірки запропонованої теорії або більш детального дослідження якого-небудь явища. Наступні проблеми є або фундаментальними теоретичними проблемами, або теоретичними ідеями, котрим відсутні експериментальні дані. Деякі з цих проблем тісно взаємопов'язані. Наприклад, додаткові виміри чи суперсиметрія можуть вирішити проблему ієрархії. Вважається, що повна теорія квантової гравітації здатна відповісти на більшість із перелічених питань (крім проблеми острова стабільності).

• 1. Квантова гравітація.Чи можна квантову механіку та загальну теорію відносності поєднати в єдину самоузгоджену теорію (можливо, це квантова теорія поля)? Чи є простір-час безперервним, чи він дискретний? Чи буде самоузгоджена теорія використовувати гіпотетичний гравітон чи вона буде повністю продуктом дискретної структури простору-часу (як у квантовій петлевій гравітації)? Чи існують відхилення від передбачень ОТО для дуже малих чи дуже великих масштабів чи інших надзвичайних обставин, які випливають із теорії квантової гравітації?
• 2. Чорні дірки, зникнення інформації у чорній дірі, випромінювання Хокінга.Чи виробляють чорні діри теплове випромінювання, як це передбачає теорія? Чи містить це випромінювання інформацію про їх внутрішню структуру, як це передбачає дуальність тяжіння-калібрована інваріантність, чи ні, як випливає з оригінального розрахунку Хокінга? Якщо немає і чорні дірки можуть безперервно випаровуватися, то що відбувається з інформацією, що зберігається в них (квантова механіка не передбачає знищення інформації)? Або випромінювання в якийсь момент зупиниться, коли від чорної діркимало що лишиться? Чи є якийсь інший спосіб дослідження їхньої внутрішньої структури, якщо така структура взагалі існує? Чи виконується закон збереження баріонного заряду всередині чорної дірки? Невідомий доказ принципу космічної цензури, а також точне формулювання умов, за яких він виконується. Відсутня повна та закінчена теорія магнітосфери чорних дірок. Невідома точна формуладля обчислення числа різних станівсистеми, колапс якої призводить до виникнення чорної діри із заданими масою, моментом кількості руху та зарядом. Невідомий доказ у загальному випадку"теореми про відсутність волосся" у чорної дірки.
• 3. Розмірність простору-часу.Чи існують у природі додаткові виміри простору-часу, крім відомих нам чотирьох? Якщо так, то яка їх кількість? Чи є розмірність «3+1» (або вища) апріорною властивістю Всесвіту чи вона є результатом інших фізичних процесів, як припускає, наприклад, теорія причинної динамічної тріангуляції? Чи можемо ми експериментально «спостерігати» вищі просторові виміри? Чи справедливий голографічний принцип, за яким фізика нашого «3+1»-мірного простору-часу еквівалентна фізиці на гіперповерхні з розмірністю «2+1»?
• 4. Інфляційна модельВсесвіту.Чи вірна теорія космічної інфляції, і якщо так, то які докладні деталі цієї стадії? Що є гіпотетичне інфлатонне поле, відповідальне зростання інфляції? Якщо інфляція відбулася в одній точці, чи є це початком процесу, що самопідтримується, за рахунок інфляції квантово-механічних коливань, який триватиме в зовсім іншому, віддаленому від цієї точки місці?
• 5. Мультивсесвіт.Чи існують фізичні причини існування інших всесвітів, які принципово не спостерігаються? Наприклад: чи існують квантово-механічні альтернативні історії» чи «безліч світів»? Чи існують «інші» всесвіти з фізичними законами, що є результатом альтернативних способів порушення очевидної симетрії фізичних силпри високих енергіях, розташовані, можливо, неймовірно далеко через космічну інфляцію? Чи могли інші всесвіти впливати на нашу, викликавши, наприклад, аномалії у розподілі температури реліктового випромінювання? Чи є виправданим використання антропного принципу на вирішення глобальних космологічних дилем?
• 6. Принцип космічної цензури та гіпотеза захисту хронології.Чи можуть сингулярності, що не ховаються за обрієм подій і відомі як «голі сингулярності», виникати з реалістичних початкових умов, чи можна довести якусь версію «гіпотези космічної цензури» Роджера Пенроуза, у якій передбачається, що це неможливо? У Останнім часомз'явилися факти на користь неспроможності гіпотези космічної цензури, а отже голі сингулярності повинні зустрічатися набагато частіше, ніж тільки як екстремальні рішення рівнянь Керра - Ньюмена, проте незаперечних доказів цьому представлено ще не було. Аналогічно, будуть лизамкнутые часоподібні криві, які виникають у деяких рішеннях рівнянь загальної теорії відносності (і які передбачають можливість подорожі в часі у зворотному напрямку) виключені теорією квантової гравітації, яка поєднує загальну теорію відносності квантовою механікоюЯк передбачає «гіпотеза захисту хронології» Стівена Хокінга?
• 7. Вісь часу.Що можуть сказати нам про природу часу явища, які відрізняються один від одного ходінням уперед і назад? Чим час відрізняється від простору? Чому порушення CP-інваріантності спостерігаються лише в деяких слабких взаємодіях і ніде? Чи є порушення CP-інваріантності наслідком другого закону термодинаміки або вони є окремою віссю часу? Чи є винятки із принципу причинності? Чи є минуле єдино можливим? Чи є теперішній моментфізично відмінним від минулого та майбутнього чи це просто результат особливостей свідомості? Як люди навчилися домовлятися, що є справжнім моментом? (Див. також нижче Ентропія (вісь часу)).
• 8. Локальність.Чи існують нелокальні явища в квантової фізики? Якщо існують, чи не мають вони обмеження передачі інформації, чи: чи може енергія і матерія також рухатися нелокальним шляхом? За яких умов спостерігаються нелокальні явища? Що спричиняє наявність чи відсутність нелокальних явищ для фундаментальної структури простору-часу? Як це пов'язано із квантовою зчепленістю? Як це витлумачити з позицій правильної інтерпретації фундаментальної природи квантової фізики?
• 9. Майбутнє Всесвіту.Чи рухається Всесвіт у напрямку Великого замерзання, Великого розриву, Великого стиску або Великого відскоку? Чи є наш Всесвіт частиною циклічної моделі, що нескінченно повторюється?
• 10. Проблема ієрархії.Чому гравітація є такою слабкою силою? Вона стає великою тільки в планківському масштабі, для частинок з енергією близько 10 19 ГеВ, що набагато вище електрослабкого масштабу (у фізиці низьких енергій домінуючою є енергія в 100 ГеВ). Чому ці масштаби так сильно відрізняються один від одного? Що заважає величинам електрослабкого масштабу, таким як маса бозона Хіггса, отримувати квантові поправки на масштабах планкових планів? Чи є рішенням цієї проблеми суперсиметрія, додаткові виміри чи просто антропне тонке налаштування?
• 11. Магнітний монополь.Чи існували частки - носії магнітного заряду» у будь-які минулі епохи з більш високими енергіями? Якщо так, то чи є якісь на сьогоднішній день? (Поль Дірак показав, що наявність деяких типів магнітних монополівмогло б пояснити квантування заряду.)
• 12. Розпад протону та Велике об'єднання.Як можна поєднати три різних квантово-механічних фундаментальних взаємодіїквантової теорії поля? Чому найлегший баріон, який є протоном, є абсолютно стабільним? Якщо протон нестабільний, то який його період напіврозпаду?
• 13. Суперсиметрія.Чи реалізована суперсиметрія простору у природі? Якщо так, то який механізм порушення суперсиметрії? Чи стабілізує суперсиметрія електрослабкий масштаб, запобігаючи високим квантовим поправкам? Чи складається темна матеріяіз легких суперсиметричних частинок?
• 14. Покоління матерії.Чи існує більше трьох поколінь кварків та лептонів? Чи пов'язана кількість поколінь з розмірністю простору? Чому взагалі існують покоління? Чи існує теорія, яка б пояснити наявність маси в деяких кварків і лептонів в окремих поколіннях на підставі перших принципів (теорія взаємодії Юкави)?
• 15. Фундаментальна симетрія та нейтрино.Яка природа нейтрино, яка їхня маса і як вони формували еволюцію Всесвіту? Чому зараз у Всесвіті виявляється речовини більше, ніж антиречовини? Які невидимі сили були присутні на зорі Всесвіту, але зникли з поля зору у процесі розвитку Всесвіту?
• 16. Квантова теорія поля.Чи сумісні принципи релятивістської локальної квантової теорії поля із існуванням нетривіальної матриці розсіювання?
• 17. Безмасові частки.Чому безмасові частинки без спина не існують у природі?
• 18. Квантова хромодинаміка.Які фазові стани сильно взаємодіючої матерії та яку роль вони грають у космосі? Яким є внутрішній пристрій нуклонів? Які властивості сильно взаємодіючої матерії передбачає КХД? Що керує переходом кварків і глюонів у пі-мезони та нуклони? Яка роль глюонів та глюонної взаємодії в нуклонах та ядрах? Що визначає ключові особливості КХД і яке їхнє ставлення до природи гравітації та простору-часу?
• 19. Атомне ядрота ядерна астрофізика.Яка природа ядерних сил, яка пов'язує протони та нейтрони в стабільні ядрата рідкісні ізотопи? Яка причина з'єднання простих частинок у складні ядра? Яка природа нейтронних зірок та щільної ядерної матерії? Яке походження елементів у космосі? Що таке ядерні реакції, які рухають зірки та призводять до їх вибухів?
• 20. Острів стабільності.Яке найважче із стабільних чи метастабільних ядер може існувати?
• 21. Квантова механіка та принцип відповідності (іноді званий квантовим хаосом).Чи є кращі інтерпретації квантової механіки? Як квантовий опис реальності, який включає такі елементи, як квантова суперпозиція станів і колапс хвильової функціїчи квантова декогеренція, призводять до реальності, яку ми бачимо? Сформулювати те саме можна за допомогою проблеми вимірювання: що являє собою «вимір», яке змушує хвильову функцію звалюватися в певний стан?
• 22. Фізична інформація.Чи існують фізичні феномени, такі як чорні дірки або колапс хвильової функції, які безповоротно знищують інформацію про свої попередні стани?
• 23. Теорія всього («Теорії Великого об'єднання»).Чи існує теорія, яка пояснює значення всіх фундаментальних фізичних констант? Чи існує теорія, яка пояснює, чому калібрувальна інваріантність стандартної моделітака, як вона є, чому спостерігається простір-час має 3 + 1 виміри, і тому закони фізики такі, як вони є? Чи змінюються з часом «фундаментальні фізичні константи»? Чи є якісь частинки в стандартній моделі фізики елементарних частинок, що насправді складаються з інших частинок, пов'язаних настільки сильно, що їх неможливо спостерігати при сучасних експериментальних енергіях? Чи існують фундаментальні часткиякі ще не спостерігалися, і якщо так, то які вони і які їх властивості? Чи існують фундаментальні сили, які не спостерігаються, які передбачає теорія, що пояснює інші невирішені проблеми фізики?
• 24. Калібрувальна інваріантність.Чи існують реально неабельові калібрувальні теорії зі щілиною в спектрі мас?
• 25. CP-симетрія.Чому не зберігається CP-симетрія? Чому вона зберігається в більшості процесів, що спостерігаються?
• 26. Фізика напівпровідників.Квантова теорія напівпровідників не може точно вирахувати жодної постійної напівпровідника.
• 27. Квантова фізика.Невідоме точне рішення рівняння Шредінгера для багатоелектронних атомів.
• 28. При розв'язанні задачі про розсіювання двох пучків на одній перешкоді перетин розсіювання виходить нескінченно більшим.
• 29. Фейнманіум: Що буде відбуватися з хімічним елементом, атомний номерякого виявиться вище 137, внаслідок чого 1s 1 -електрону доведеться рухатися зі швидкістю, що перевищує швидкість світла (відповідно до моделі атома Бора)? Чи є "Фейнманіум" останнім хімічним елементом, здатним існувати фізично? Проблема може виявитись приблизно на 137 елементі, де розширення дистрибуції заряду ядра досягає фінальної точки. Дивіться статтю Розширена періодична таблицяелементів та секцію Relativistic effects.
• 30. Статистична фізика.Відсутня систематична теорія незворотних процесів, що дозволяє проводити кількісні розрахунки для будь-якого заданого фізичного процесу.
• 31. Квантова електродинаміка.Чи існують гравітаційні ефекти, що викликаються нульовими коливаннями електромагнітного поля? Невідомо, як під час обчислень квантової електродинамікив області високих частот одночасно виконати умови кінцівки результату, релятивістської інваріантності та суми всіх альтернативних ймовірностей, що дорівнює одиниці.
• 32. Біофізика.Відсутня кількісна теорія для кінетики конформаційної релаксації білкових макромолекул та їх комплексів. Відсутня закінчена теорія електронного перенесення у біологічних структурах.
• 33. Надпровідність.Неможливо теоретично передбачити, знаючи структуру і склад речовини, чи вона перейде в надпровідний стан зі зниженням температури.