主题:物理学
物理學是一門自然科學，注重于研究物質、能量、空間、時間，尤其是它們各自的性質與彼此之間的相互關係。物理學是關於大自然規律的知識；更廣義地說，物理學探索分析大自然所發生的現象，以了解其規則。
物理學是最古老的學術之一。在過去兩千年裏，物理學與化學、天文學都曾歸屬於自然哲學。直到十七世紀科學革命之後，物理學才成為一門獨立的自然科學。物理學與其它很多跨領域研究有相當的交集，如生物物理學、量子化學等等。物理學的疆界並不是固定不變的，物理學裡的創始突破時常可以用來解釋這些跨領域研究的基礎機制，有時還會開啟嶄新的跨領域研究。
物理學是自然科學中最基礎的學科之一。經過嚴謹思考論證，物理學者會提出表述大自然現象與規律的假说。倘若這假说能夠通過大量嚴格的實驗檢驗，則可以被歸類為物理定律。但正如很多其他自然科學理論一樣，這些定律不能被證明，其正確性只能靠著反覆的實驗來檢驗。
光子是传递电磁相互作用的基本粒子，是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体，而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子相比，光子的静止质量为零，这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样，光子具有波粒二象性：光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质；而光子的粒子性则表现为和物质相互作用时不像经典的粒子那样可以传递任意值的能量，光子只能传递量子化的能量。对可见光而言，单个光子携带的能量约为4×10-19焦耳，这样大小的能量足以激发起眼睛上感光细胞的一个分子，从而引起视觉。除能量以外，光子还具有动量和偏振态，但单个光子没有确定的动量或偏振态。
以掃描隧道顯微鏡為核心，包裹了先進軟體與硬體科技的自主原子組裝器（autonomous atom assembler），在7K溫度、超高真空（ultra high vacuum）裏，自主地置放鈷原子於Cu(111)表面，製成橢圓形量子圍欄（quantum corral）。圖為用掃描隧道顯微鏡觀察到的量子圍欄。圖尺寸為25nm寬、16nm高。位於銅原子表面的電子，因為在鈷原子圍欄內不停彈撞，形成了一波波的漣漪，就好似一顆小石投入池塘後引起的漣漪。
在粒子物理學裏，標準模型是一套描述強力、弱力及電磁力這三種基本力及組成所有物質的基本粒子的理論。它隷屬量子場論的範疇，並與量子力學及狭义相對論相容。到目前為止，幾乎所有對以上三種力的實驗的結果都合乎這套理論的預測。但是標準模型還不是一套萬有理論，主要是因為它並沒有描述到引力。
標準模型共61种基本粒子（见表）包含費米子及玻色子——費米子為擁有半整数的自旋並遵守泡利不相容原理（這原理指出沒有相同的費米子能佔有同樣的量子態）的粒子；玻色子則擁有整數自旋而並不遵守泡利不相容原理。簡單來說，費米子就是組成物質的粒子而玻色子則負責傳遞各種作用力...
量子測量：哪一種量子力學的詮釋最為正確？量子理論對於大自然的描述，包括量子態疊加、波函數塌縮、量子去相干等等，怎樣解釋作實驗觀測到的大自然？換另外一種方法，應用測量問題來表明，即造成波函數塌縮為確定態的量子測量是由哪種程序構成的？
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交叉学科: 天体物理学 | 大气物理学 | 地球物理学 | 生物物理学 | 物理化学 | 材料科学 | 电子科学 | 计算物理 | 数学物理 | 非线性物理学
背景知识: 参看传记, 科学史, 和学院介绍.
2020年焦點新聞 下列日期是新聞發布時間，而非事件發表或發現時間
- 10月6日，羅傑·潘洛斯、安德烈婭·蓋茲和賴因哈德·根策爾因對於黑洞的傑出研究獲得諾貝爾物理學獎。
- 6月15日，德國法蘭克福大學教授研究團隊做實驗首次證實九十年前阿諾·索末菲提出的理論：當光子撞擊到單獨分子並且使其發射出電子時，該單獨離子會朝著光源移動。
- 5月6日，歐洲南天天文台研究團隊宣布，在恆星星系HD 167128觀測到距今為止距離地球最近的黑洞。
- 10月8日，因為對於人們了解宇宙演化與地球在宇宙裡的席位做出貢獻，吉姆·皮布爾斯、米歇爾·麥耶和迪迪埃·奎洛茲獲得2019年諾貝爾物理學獎。
- 7月31日，大型強子對撞機的超環面儀器實驗團隊找到光子與光子散射的確切證據，超過背景期望值8.2 個標準差。
- 7月15日，美國NIST研究團隊發展成功當今最準確的時鐘，Al+離子鐘，準確度為1018分之一。
- 5月22日，阿貢國家實驗室實驗團隊發現新超導材料三氫化鑭，其臨界超導溫度為-23C，是至今為止最高溫度。
- 4月10日，事件視界望遠鏡團隊宣布，首次成功觀測到在室女A星系中央的超大質量黑洞。
- 3月29日，麻省理工學院實驗團隊報告，暗物質實驗ABRACADABRA 第一回合並未發現任何軸子存在的蛛絲馬跡。
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- 3月15日，使用緲子探測器，塔塔基礎研究學院的研究團隊發現，雷暴可以產生高達13億伏特的電壓！
- 1月3日，中國國家航天局的探測器嫦娥四號成功在月球背面南半部的馮·卡門環形山著陸。