1. Relatività:
* Relatività speciale: Introdotto da Albert Einstein nel 1905, si occupa della relazione tra spazio, tempo e movimento. I concetti chiave includono la dilatazione del tempo, la contrazione della lunghezza e la famosa equazione E =MC².
* Relatività generale: La teoria della gravità di Einstein, pubblicata nel 1915, descrive la gravità come una curvatura dello spaziotempo causato da oggetti enormi. Spiega fenomeni come lenti gravitazionali, buchi neri e l'espansione dell'universo.
2. Meccanica quantistica:
* Teoria quantistica: Una teoria fondamentale nella fisica che descrive il comportamento della materia e dell'energia a livello atomico e subatomico. Introduce concetti come quantizzazione, dualità delle particelle d'onda e sovrapposizione.
* Elettrodinamica quantistica (QED): Una teoria che combina la meccanica quantistica con una relatività speciale per descrivere l'interazione tra luce e materia. È una delle teorie di maggior successo in fisica, prevedendo accuratamente fenomeni come il cambio di agnello e il momento di dipolo magnetico anomalo dell'elettrone.
* Cromodinamica quantistica (QCD): Una teoria che descrive la forza forte, che unisce i quark per formare protoni e neutroni. Spiega fenomeni come il confinamento dei quark all'interno di Hadrons.
3. Fisica nucleare:
* Nucleo atomico: Lo studio della struttura e delle proprietà del nucleo atomico, compresi i suoi componenti (protoni e neutroni) e la forza forte che li tiene insieme.
* Reazioni nucleari: Reazioni che coinvolgono i nuclei di atomi, come la fissione nucleare (la divisione di un atomo) e la fusione nucleare (la combinazione di atomi).
* Radioattività: Il decadimento spontaneo di nuclei atomici instabili, emettendo particelle ed energia.
4. Fisica delle particelle:
* Modello standard: Una teoria che descrive le particelle e le forze fondamentali della natura, escluse la gravità. Include particelle come quark, leptoni, bosoni e le loro interazioni.
* Higgs Boson: Una particella fondamentale responsabile della massa ad altre particelle. La sua scoperta nel 2012 è stata una pietra miliare importante nella fisica delle particelle.
* Oltre il modello standard: La ricerca in corso mira a estendere il modello standard per spiegare i fenomeni come la materia oscura, l'energia oscura e le masse di neutrini.
5. Cosmologia:
* Big Bang Theory: Il modello prevalente per il primo universo, suggerendo che ha avuto origine da uno stato caldo e denso e da allora si è espanso.
* Inflazione: Un periodo di rapida espansione nell'universo iniziale, spiegando la sua omogeneità e piattalità.
* Materia oscura e energia oscura: Componenti misteriosi dell'universo che non interagiscono con la luce e costituiscono la maggior parte della sua massa ed energia.
Questi sono solo alcuni esempi dei campi ad ampio raggio all'interno della fisica moderna. La fisica moderna continua a evolversi, con nuove scoperte e teorie che modellano costantemente la nostra comprensione dell'universo e le sue leggi fondamentali.
