㈠ 現代物理學的發展前沿
高能物理學又稱粒子物理學或基本粒子物理學，它是物理學的一個分支學科，研究比原子核更深層次的微觀世界中物質的結構性質，和在很高的能量下，這些物質相互轉化的現象，以及產生這些現象的原因和規律。它是一門基礎學科，是當代物理學發展的前沿之一。粒子物理學是以實驗為基礎，而又基於實驗和理論密切結合發展的。
高能物理學的發展歷史
兩千多年來人們關於物質是由原子構成的思想，由哲學的推理，變成了科學的現實，而且在這個階段終了時，形成了現代的基本粒子的思想。
原子的概念，是由2400年前的希臘哲學家德謨克利特，和中國戰國時代的哲學家惠施提出來的。惠施說「至小無內，謂之小一」，意思是最小的物質是不可分的。這個最小的單元，也就是德謨克利特稱為原子的東西。但是他們都沒能說明原子或「最小的單元」具體是什麼。之後的兩千多年間，原子這個概念，只停留在哲學思想的范疇。
1897年，湯姆遜在實驗中發現了電子，1911年盧瑟福由α粒子大角度彈性散射實驗，又證實了帶正電的原子核的存在。這樣，就從實驗上證明了原子的存在，以及原子是由電子和原子核構成的理論。
1932年，查德威克在用α粒子轟擊核的實驗中發現了中子。隨即人們認識到原子核是由質子和中子構成的，從而得到了一個所有的物質都是由基本的結構單元——質子、中子和電子構成的統一的世界圖像。
就在這個時候開始形成了現代的基本粒子概念。1905年，愛因斯坦提出電磁場的基本結構單元是光子，1922年被康普頓等人的實驗所證實，因而光子被認為是一種「基本粒子」。1931年，泡利又從理論上假設存在一種沒有靜止質量的粒子——中微子(嚴格地講是反中微子，中微子的存在是1956年由萊因斯和科恩在實驗上證實的)。
相對論量子力學預言，電子、質子、中子、中微子都有質量和它們相同的反粒子。第一個反粒子——正電子是1932年，安德森利用放在強磁場中的雲室記錄宇宙線粒子時發現的，50年代中期以後陸續發現了其他粒子的反粒子。
隨著原子核物理學的發展，發現除了已知的引力相互作用和電磁相互作用之外，還存在兩種新的相互作用——強相互作用和弱相互作用。
1934年，湯川秀樹為解釋核子之間的強作用短程力，基於同電磁作用的對比，提出這種力是由質子和(或)中子之間交換一種具有質量的基本粒子——介子引起的。1936年，安德森和尼德邁耶在實驗上確認了一種新粒子，其質量是電子質量的207倍，這就是後來被稱為μ子的粒子。μ子是不穩定的粒子，它衰變成電子、一個中微子和一個反中微子，平均壽命為百萬分之二秒。
湯川最初提出的介子的電荷是正的或負的。1938年，凱默基於實驗上發現的核力的電荷無關性的事實，發展了稍早些時候出現的同位旋的概念，建立了核力的對稱性理論。
1947年，孔韋爾西等人用計數器統計方法發現μ子並沒有強作用。1947年鮑威爾等人在宇宙線中利用核乳膠的方法發現了真正具有強相互作用的介子，其後，在加速器上也證實了這種介子的存在。
從此以後人類認識到的基本粒子的數目越來越多。就在1947年，羅徹斯特和巴特勒在宇宙線實驗中發現v粒子(即K介子)，這就是後來被稱為奇異粒子的一系列新粒子發現的開始。由於它們獨特的性質，一種新的量子數——奇異數的概念被引進到粒子物理中。在這些奇異粒子中，有質量比質子輕的奇異介子，有質量比質子重的各種超子。在地球上的通常條件下，它們並不存在，在當時的情況下，只有藉助從太空飛來的高能量宇宙線才能產生。
這些發現了的基本粒子，加上理論上預言其存在，但尚未得到實驗證實的引力場量子——引力子，按相互作用的性質，可分成引力子、光子、輕子和強子四類。為了克服宇宙線流太弱這個限制，從50年代初開始建造能量越來越高、流強越來越大的粒子加速器。實驗上也相繼出現了新的強有力的探測手段，如大型氣泡室、火花室、多絲正比室等，開始了新粒子的大發現時期。
到了60年代頭幾年，實驗上觀察到的基本粒子的數目已經增加到比當年元素周期表出現時發現的化學元素的數目還要多，而且發現的勢頭也越來越強。1961年，由蓋耳-曼及奈曼類比化學元素周期表提出了，用強相互作用的對稱性來對強子進行分類的「八重法」。
八重法分類不但給出了當時已經發現的強子在其中的位置，還准確地預言了一些新的粒子，如1964年用氣泡室實驗發現的Ω粒子。八重法很好地說明粒子的自旋、宇稱、電荷、奇異數以及質量等靜態性質的規律性。
在此階段中，證實了不單電子，所有的粒子，都有它的反粒子(有的粒子的反粒子就是它自身)。其中第一個帶電的反超子是由中國的王淦昌等在1959年發現的。此外，還發現了為數眾多的壽命極短經強作用衰變的粒子——共振態。
基本粒子大量發現，使人們懷疑這些基本粒子的基本性。基本粒子的概念，面臨一個突變。
20世紀40年代到60年代，對微觀世界理性認識的最大進展是量子力學的建立。經過一代物理學家的努力，量子力學能很好地解釋原子結構、原子光譜的規律性、化學元素的性質、光的吸收及輻射等等現象，特別是當它同狹義相對論結合而建立相對論性量子力學以後，它已經成為微觀世界在原子、分子層次上的一個基本理論。
但是，量子力學還有幾個方面的不足：它不能反映場的粒子性；不能描述粒子的產生和湮沒的過程；它有負能量的解，這導致物理概念上的困難。量子場論是由狄喇克、約旦、維格納、海森伯和泡利等人在相對論量子力學的基礎上，通過場的量子化的途徑發展出來的，它很好地解決了這三個問題。
庫什和福里1947年發現的電子反常磁矩，和由蘭姆等發現的氫原子能級的分裂，只有通過量子電動力學的重正化理論才能得到正確的解釋。今天，量子電動力學已經經受了許多實驗上的驗證，成為電磁相互作用的基本理論。
並非所有的基本粒子都是「基本」的想法，最早是在1949年由費密和楊振寧提出的。他們認為，介子不是基本的，基本的是核子，而介子只是由核子和反核子構成的結合態。1955年，坂田昌一擴充了費密和楊振寧的模型提出了強子是由核子、超子和它們的反粒子構成的模型。
1961年，在實驗上發現了不少共振態。1964年，已發現的基本粒子(包括共振態)的種類增加到上百種，因而使得蓋耳-曼和茲韋克提出，產生對稱性的基礎就是構成所有強子的構造單元，它們一共有三種，並命名為誇克。
20世紀60年代以來，在宇宙線中、加速器上以及在岩石中，都進行了對誇克的實驗找尋，但迄今還沒有被確證為成功的報道。在60年代和70年代，有更多的能量更高、性能更好的加速器建成。雖然在這些加速器上沒有找到誇克。但卻得到了間接的，但是更有力地說明誇克存在的證據。
與強子的數目急劇增加的情況相反，自從1962年利用大型火花室，在實驗上證實了兩類中微子之後，長時間內已知的輕子就只有四種，但是到了1975年情況有了改變，這一年佩爾等在正負電子對撞實驗中發現了一個新的輕子，它帶正電或帶負電，達質子的兩倍，所以又叫重輕子。與它相應，普遍相信應有另一種中微子存在，但是尚未得到實驗上的證實。
誇克理論提出不久，就有人認識到強子的強相互作用和弱相互作用的研究應建立在誇克的基礎上，同時還要充分考慮強子的結構特性和各種過程中的運動學特點，才能正確地解釋強子的壽命、寬度、形狀因子、截面等動態性質。1965年，中國發展的強子結構的層子模型，就是這個方向的首批研究之一。層子的命名，是為了強調物質結構的無限層次而作出的。在比強子更深一層次上的層子，就是誇克。近20年來，粒子物理實驗和理論發展的主流，一直沿著這個方向，在弱作用方面，已有了突破性的進展，在強作用方面，也有重大的進展。
最早的弱相互作用理論，是費密為了解釋中子衰變現象在1934年提出來的。弱作用宇稱不守恆的發現，給弱作用理論的研究帶來很大的動力。隨後不久便確立了描述弱作用的流在洛倫茲變換下應當具有的形式，而且適用於所有的弱作用過程，被稱為普適費密型弱相互作用理論。
1961年，格拉肖提出電磁相互作用和弱相互作用的統一理論。這個理論的基礎，是楊振寧和密耳斯在1954年提出的非阿貝耳規范場論。但是在這個理論里，這些粒子是否具有靜止質量、理論上如何重正化等問題，沒有得到解答。
1967～1968年，溫伯格、薩拉姆闡明了作為規范場粒子是可以有靜止質量的，還算出這些靜止質量同弱作用耦合常數以及電磁作用耦合常數的關系。這個理論中很重要的一點是預言弱中性流的存在，而當時實驗上並沒有觀察到弱中性流的現象。由於沒有實驗的支持，所以當時這個模型並末引起人們的重視。
1973年，美國費密實驗室和歐洲核子中心在實驗上相繼發現了弱中性流，之後，人們才開始對此模型重視起來。在1983年，魯比亞實驗組等在高能質子—反質子對撞的實驗中發現的特性同理論上期待的完全相符規范粒子，這給予電弱統一理論以極大的支持，從而使它有可能成為弱相互作用的基本理論。
目前，粒子物理已經深入到比強子更深一層次的物質的性質的研究。更高能量加速器的建造，無疑將為粒子物理實驗研究提供更有力的手段，有利於產生更多的新粒子，以弄清誇克的種類和輕子的種類，它們的性質，以及它們的可能的內部結構。
弱電相互作用統一理論日前取得的成功，特別是弱規范粒子的發現，加強了人們對定域規范場理論作為相互作用的基本理論的信念，也為今後以高能輕子作為探針探討強子的內部結構、誇克及膠子的性質以及強作用的性質提供了可靠的分析手段。在今後一個時期，強相互作用將是粒子物理研究的一個重點。
把電磁作用、弱作用和強作用統一起來的大統一理論，近年來引起相當大的注意。但即使在最簡單的模型中，也包含近20個無量綱的參數。這表明這種理論還包含著大量的現象性的成分，只是一個十分初步的嘗試。它還要走相當長的一段路，才能成為一個有效的理論。
另外從發展趨勢來看，粒子物理學的進展肯定會在宇宙演化的研究中起推進作用，這個方面的研究也將會是一個十分話躍的領域。
很重要的是，物理學是一門以實驗為基礎的科學，粒子物理學也不例外。因此，新的粒子加速原理和新的探測手段的出觀，將是意義深遠的。
㈡ 現代物理學的前沿課題
你讀大學就會發現物理包羅萬象。
比如宇宙學中的黑洞理論，量子理論中對誇克的研究，電磁方向，熱力學方向，還有固態物理，應該是研究各種固體物理性質的，比如液晶等，還有化學物理，就是用物理來解釋化學現象，數學物理中的高維理論。
至於目前物理學家探討的課題，應該就是這幾種大模塊中的小分支，畢竟那也是機密，我也無從得知。
不過同學你可以多關注世界各國的科研成果，可以多買些科技的雜志。
㈢ 當代物理學的前沿問題是什麼
當代物理學的前沿問題：
低維凝聚態物理、光學與技術、非線性物理、流體微流動、核物理等方向介紹一些關於當今物理學前沿發展的概況。低維物理主要涉及薄膜物理、量子霍爾效應、石墨烯與碳納米管、導電發光塑料等問題。
㈣ 現在最前沿的物理學話題是哪些最最最最最近
粒子物理學：物質起源方面、基本作用統一
狹義相對論：多粒子體系
廣義相對論及宇宙學：宇宙理論及理論的事實支持
非線性方面
材料方面：介觀尺度的材料理論研究。包括凝聚態、超導、半導體等方面的一些研究。
㈤ 目前世界上物理學還有哪些問題未解決最前沿
你應該問有哪些問題解決了，我可以這么回答你，一個都沒有。現在的所有物理定律和理論都只是用，真正的體，也就是終極理論，被發現並證實前人類只能在一定的局限下解決問題，比如在宏觀低速下經典力學適用
㈥ 現在最前沿的物理學話題是哪些
引力波與物理理論大一統 反物質 暗物質 暗能量
㈦ 當今地球物理學前沿問題有哪些
具體學科有很多，譬如粒子物理學、聚合物半導體研究、弦理論等等
綜合說起來就是3個方向：
最微小的粒子
最大的宇宙
物質的聚合
實際上，不能說我們的科學沒有發展，而是發展向著各個方向上更細微的東西去研究了。沒有產生什麼顛覆性的理論。
㈧ 物理學前沿問題
人類經過了數千年的努力，從陸地走向海洋，飛上藍天。以1957年成功地發射第一顆人造地球衛星為標志，人類進入了太空，開始了太空時代。近50年來人類發射了幾千顆衛星，為人類提供了通訊、導航、氣象、資源勘探等方面的服務，已經成為人類生活不可缺少的部分。
然而，肩負重任的各類衛星在太空卻面臨及其嚴酷的環境，衛星不斷被破壞。就像地面上有電閃雷鳴，刮風下雨一樣，地球空間中也有類似的現象。例如地球磁層亞暴過程中，大量的帶電粒子象疾風驟雨一樣從地球磁尾（即背離太陽一側）向地球沖過來。這些電子能夠導致衛星充電，嚴重時可以將衛星充電到幾萬伏高壓，最後導致衛星放電被燒毀。地球磁暴過程中，圍繞地球形成了一個巨大的電流環，其強度可以達到幾百萬安培。這個巨大的電流通過地磁場的劇烈變化可以在地面上感應出巨大電流，將地面上輸油管道，供電線路燒毀。伴隨著磁暴產生的高能粒子，可以象子彈一樣擊毀衛星上部件。例如：
1991年7月7日，歐洲遙感衛星上的CMOS器件被燒毀，精確測速測距裝置破壞，衛星停止了工作。
1997年1月11日，美國AT&T公司的Telstar401衛星被太陽活動引起的空間環境擾動損壞，導致北美的尋呼機和長途電話大范圍中斷，通訊中斷的影響甚至波及到了金融、股票正常的運行。
1998年5月的一次太陽耀斑爆發後，當日冕物資拋射/磁雲掃過地球時，在地球磁層(L=2-7)引起了持續幾周的新的相對論性電子輻射帶，德國科學衛星EQUATOR－S和美國商業衛星GALAXY－4遭受高能電子的轟擊而深層充電，於5月1日和19日先後報廢。
為了避免和減少人類航天活動的損失和危險，就需要對空間環境發生的各種物理過程有一個深入的了解，進而就像預報地面上刮風下雨一樣，實現對空間環境中各種重要災害性事件進行監測和預報。
所以地球空間並不是靜止的，它是太陽活動的影響下經常處於劇烈的擾動狀態中，稱為地球空間暴。其中磁層空間暴(包括磁層亞暴，磁暴和磁層粒子暴等)是地球空間暴的最重要部分，也是一些其它地球空間暴的產生源頭。在地球兩極地區發生的極光就是磁層亞暴的一種表現形式。這些與人類活動密切相關的磁層空間暴的產生機制和發展規律目前還不為人類所了解。以劉振興院士為首的中國科學家提出的地球空間雙星探測計劃的科學目標就瞄準了這一最有挑戰性的重大科學問題。
㈨ 目前物理學前沿的問題有哪些
雖然理論推算出暗物質占整個宇宙總物質的85%，但是到現在都沒有找到明確的證據證明它們存在。所以，尋找暗物質，未來仍是科學家們努力的主要方向之一。
㈩ 國際物理學現在最前沿的是研究什麼
凝聚態
一般來說主流的，占據物理學家中大多數的，都是屬於凝聚態，研究內容主要但不限於固體材料，我所聽聞比較多的研究是拓撲絕緣體 超導 量子霍爾效應 graphen 量子器件 半導體 納米材料 等 這幾年特別熱門的應該是graphen和拓撲絕緣體。
高能物理
粒子物理之類的都應該歸在這個方向吧
弦論什麼的。
國內做高能物理理論的以做粒子物理唯象的比較多，就是不太研究引力，主要研究強弱電磁這三種相互作用，和對撞機實驗結合。
不過楊老唱衰高能物理，因為現在的觀測都符合理論，沒有什麼新東西了
量子信息
研究量子加密量子計算量子通訊等
此外因為要在材料上實現量子計算機，所以和凝聚態也有交叉。比如量子器件做量子計算機應該也可以算這個方向 又算凝聚態方向。
還有天體物理等等不太了解的方向