物理学简史(14)

在凝聚态物理学领域里，某些物质在温度高于50 K仍旧具有超导电性，物理学者不清楚促成这高温超导现象的机制为何。很多凝聚體实验的目标是制成可使用的自旋电子学元件和量子计算机元件。
在粒子物理学领域，支持后标准模型物理学的实验证据已开始陆续出现。在这些结果之中，比较重要的是微中子具有非零质量的征象。这实验结果合理解答了瞩目已久的太阳微中子缺失问题，即有些微中子在从太阳传播到地球的路途中，会转换为实验无法侦测的别种类微中子的现象。带质量微中子的物理研究是很热门的理论与实验题目。辨明微中子震荡与反微中子震荡的不同之处也是个重要题目，其可以对于为什麼宇宙里到处都是物质，而不是反物质这个宇宙学难题给出解答。很多实验都在寻找惰性中微子的蛛丝馬迹。
高能量大强子对撞器已开始侦测14TeV能量域，精致的后标准模型超对称理论所预测的粒子，或是约占宇宙物质85%的暗物质，这些都是大强子对撞器的探索目标。欧洲核子研究组织（CERN）宣布，大强子对撞机已发现希格斯玻色子，但数量有限，无法详细观察其性质，未来通过蒐集更多数据，例如希格斯玻色子的各种衰变管道的频率，预期将能够发现任何不符合标准模型之物理行为，以及找到任何不同种类的希格斯玻色子。
在理论物理学领域，理论物理学者尝试将量子力学和广义相对论统一成为量子引力理论。这研究已延续了大半个世纪，但至今仍未得到满意的答案。现今几个比较成功的理论为M理论、超弦理论、圈量子引力论。
在天文物理学领域，许多天文和宇宙现象仍旧没有找到合意的解答，如超高能量宇宙射线、重子不对称性、星系自转问题等等。.以下列出一些重要论题：
研究宇宙的初始与命运：尝试解释大爆炸、宇宙微波背景、宇宙暴胀、宇宙加速膨胀、暗物质、暗能量等等难题。
研究宇宙的演化机制：宇宙怎样从大爆炸演化至当今的浩瀚星空？初始的恒星、星系与黑洞是怎样形成的？它们怎样影响后来天文星體的形成？各种天文星體是怎样形成的？
研究邻近的系外行星：它们是否适合居住、是否已孕育生命？怎样才能观察到更多关于它们的信息？
虽然，高能物理、量子物理、天文物理等领域有很大的突破与进展，但对于许多涉及复杂系统、混沌、湍流等等日常发生的现象，科学家仍是一知半解。地震、断裂、生命等等现象只会发生于离平衡很远的状况，其所出现的系统称为离逖平衡系统。很多关于平衡系统或近平衡系统的物理行为都已被了解，但是，物理学者只知道些许主导离逖平衡系统的基本原理。