Fizik, maddeyi, maddenin uzay-zaman içinde hareketini, enerji ve kuvvetleri inceleyen doğa bilimi. Fizik, Temel Bilimler'den biridir. Temel amacı evrenin işleyişini araştırmaktır. Fizik en eski bilim dallarından biridir. 16. yüzyıldan bu yana kendi sınırlarını çizmiş modern bir bilim olmasına karşın, Bilimsel Devrim'den önce iki bin sene boyunca felsefe, kimya, matematik ve biyolojinin belirli alt dalları ile eş anlamlı olarak kullanılmıştır. Buna karşın, matematiksel fizik ve kuantum kimyası gibi alanlardan dolayı fiziğin sınırlarını net olarak belirlemek güçtür.
Parçacık fiziğinde, bozonlar Bose-Einstein yoğunlaşmasına uyan parçacıklardır; Satyendra Nath Bose ve Einstein'a atfen isimlendirilmişlerdir. Fermi-Dirac istatistiklerine uyan fermiyonların tersine, farklı bozonlar aynı kuantum konumunu işgal eder. Böylece, aynı enerjiye sahip bozonlar uzayda aynı mekânı işgal edebilirler. Bu nedenle her ne kadar parçacık fiziğinde her iki kavram arasındaki ayrım kesin belirgin değilse de, fermiyonlar genelde madde ile bileşikken, bozonlar sıklıkla güç taşıyıcı parçacıklardır.
Fermiyon, parçacık fiziğinde, Fermi-Dirac istatistiğine uyan parçacıktır. Başka bir deyişle, Enrico Fermi ve Paul Dirac'ın gösterdiği üzere, Bose-Einstein istatistiğine sahip bozonların aksine fermiyonlar, belirtilen zamanda sadece bir kuantum durumuna karşılık gelebilen parçacıklardır. Eğer iki ayrı fermiyon uzayda aynı yerde tanımlanmışsa her bir fermiyonun özelliği birbirinden farklı olmak zorundadır. Örnek olarak, iki elektron bir çekirdeğin etrafında aynı orbitalde bulunacaklarsa, bu kez aynı spin durumunda olamazlar ve her orbitalde elektronun biri yukarı diğeri aşağı spin durumundadır.
Enrico Fermi, dünyanın ilk nükleer reaktörü olan Chicago Pile-1'i inşa eden ve Manhattan Projesi'nin bir üyesi olarak tanınan, İtalyan ve daha sonra Amerikan vatandaşlığına kabul edilen bir fizikçiydi. Kendisine "atom çağının mimarı" ve "atom bombasının mimarı" adı verilmiştir. Hem teorik fizikte hem de deneysel fizikte üstün olan çok az fizikçiden biriydi. Fermi, nötron bombardımanı yoluyla indüklenmiş radyoaktivite üzerine yaptığı çalışmalar ve uranyum ötesi elementlerin keşfi nedeniyle 1938 Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü. Fermi, meslektaşlarıyla birlikte nükleer enerjinin kullanımına ilişkin, tamamı ABD hükûmeti tarafından devralınan birçok patent başvurusunda bulundu. İstatistik mekaniğinin, kuantum teorisinin, nükleer ve parçacık fiziğinin gelişimine önemli katkılarda bulundu. Parlak bir öğrenciydi, henüz 21 yaşındayken Pisa Üniversitesi'nden fizik doktoru unvanını aldı.
Pauli dışarlama ilkesi ya da Pauli dışlama ilkesi, iki ya da daha çok özdeş fermiyonun aynı kuantum durumda olamayacağını belirten bir kuantum mekaniği yasasıdır. Bu yasa, kuramsal fizikçi Wolfgang Pauli tarafından 1925 yılında bulunmuştur. İlk bulunuşunda yasa yalnızca elektronlar için geçerliyken, 1940 yılında Spin-istatistik teoreminin bulunmasıyla birlikte bütün fermiyonları kapsayacak biçimde genişletilmiştir.
Muhammed Abdüsselam, elektrozayıf etkileşim ile ilgili çalışmalara katkılarından dolayı 1979 yılında Nobel Fizik Ödülünü paylaşan kuramsal fizikçidir. Abdüsselam Nobel Ödülü kazanan ilk Pakistanlı ve Mısırlı Enver Sedat'tan sonra Nobel Ödülü kazanan ilk Müslüman olmakla birlikte fen alanında bu ödülü kazanan ilk Müslüman olarak tanındı.
Paul Adrien Maurice Dirac, İngiliz teorik fizikçi ve matematikçi. Kuantum mekaniğinin kurucularındandır. Fermiyonların davranışını açıklayarak antimaddenin keşfine olanak veren ve kendi adı verilen Dirac denklemi ile tanınır. Dirac, 1933 Nobel Fizik Ödülü'nü Erwin Schrödinger ile paylaşmıştır.
Bose-Einstein yoğunlaşması (BEY), parçacıkları bozonlardan oluşan maddelerin en alt enerji seviyesinde yoğunlaştığı, kuantum etkilerinin gözlenebildiği maddenin bir halidir. Bozonik atomlar için, seyreltilmiş gaz halinde lazer soğutması aracılığıyla mutlak sıfır sıcaklığına doğru inilerek bu hale geçiş yani yoğunlaşma sağlanabilir. Atomların klasik gazlardan farklı olarak Maxwell-Boltzmann istatistiği yerine Bose-Einstein istatistiğine makroskobik olarak/büyük ölçekte uyması BEY'nin belirleyici özelliğidir.
Max Born kuantum mekaniğinin gelişmesinde etkili olan Alman matematikçi ve fizikçi. Kuantum fiziği dışında katı hâl fiziği ve optiğe katkıda bulunmuş ve 1920-30'larda önemli fizikçilerin çalışmalarının denetimini yapmıştır. Born, yaptığı "Kuantum Mekaniği'nin temelini araştırma, özellikle dalga fonksiyonunun istatistiksel yorumlanması üzerine" adlı çalışması ile 1954 yılında Nobel Fizik Ödülü'nü almıştır.
Kuantum mekaniği veya kuantum fiziği, atom altı parçacıkları inceleyen bir temel fizik dalıdır. Nicem mekaniği veya dalga mekaniği adlarıyla da anılır. Kuantum mekaniği, moleküllerin, atomların ve bunları meydana getiren elektron, proton, nötron, kuark, gluon gibi parçacıkların özelliklerini açıklamaya çalışır. Çalışma alanı, parçacıkların birbirleriyle ve ışık, x ışını, gama ışını gibi elektromanyetik ışınımlarla olan etkileşimlerini de kapsar.
Yoğun madde fiziği, maddenin yoğun hallerinin fiziksel özellikleriyle ilgilenen bir fizik dalıdır. Yoğun madde fizikçileri bu hallerin davranışını fizik kurallarını kullanarak anlamaya çalışır. Bunlar özellikle kuantum mekaniği kuralları, elektromanyetizma ve istatistiksel mekaniği içerir. En bilinen yoğun fazlar katı ve sıvılardır, harici yoğun fazlar ise düşük sıcaklıktaki bazı materyaller tarafından gösterilen üstünileten faz, atom kafeslerindeki dönüşlerin ferromanyetik ve antiferromanyetik fazları ve soğuk atom sistemlerinde bulunan Bose-Einstein yoğunlaşması. Araştırma için uygun sistemlerin ve fenomenlerin çeşitliliği yoğun madde fiziğini modern fiziğinin en aktif alanı yapıyor. Her 3 Amerikan fizikçiden biri kendini yoğun madde fizikçisi olarak tanımlıyor ve Yoğun Madde Fiziği Bölümü Amerikan Fizik Topluluğu’ndaki en geniş bölümdür. Bu alan kimya, malzeme bilimi ve nano teknoloji ile örtüşür ve atom fiziği ve biyofizikle de yakından ilgilidir. Teorik yoğun madde fiziği teorik parçacık ve nükleer fizikle önemli kavramlar paylaşır.
Satyendra Nath Bose, Royal Society üyesi Hint matematikçi ve fizikçi.
Akademik disiplinlere genel bir bakış ve güncel bir rehber olarak aşağıda ana hatlar verilmiştir:
En genel anlamda, soyut matematik, matematiğin soyut kavramlarını inceleyen bir kolu olarak adlandırılabilir. 18. yüzyıldan bu yana, soyut matematik matematiksel aktivitenin bir kategorisi olarak kabul edilmiştir. Bazen spekülatif matematik olarak da kategorize edildiği olur. Soyut matematik navigasyon, mühendislik, fizik, astronomi gibi çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Soyut matematiğe dair en güçlü öngörülerden biri de soyut matematiğin ille de uygulamalı matematik olmak zorunda olmadığıdır; soyut şeylerleri onların içsel doğasını anlayarak çalışmak onların doğada nasıl apaçık biçimde nasıl olduğu ile ilgili olmak zorunda değildir. Soyut matematik ve uygulamalı matematik arasındaki felsefi açı farkına rağmen pratikte birçok örtüşme noktalarının olduğu da aşikardır.
Arthur Strong Wightman, Amerikalı matematiksel fizikçi. Kuantum Alan Teorisi için aksiyomatik yaklaşımın kurucularından ve Wightman aksiyomlar kümesinin yaratıcısıdır.
Gian Carlo Wick, İtalyan teorik fizikçi. Kuantum Alan Teorisi'ne önemli katkılarda bulundu. Wick rotasyonu, Wick daralması, Wick teoremi ve Wick ürünü önemli çalışmalarıdır.
David Mathias Dennison kuantum mekaniği, spektroskopi ve moleküler yapı fiziğine katkıda bulunmuş Amerikan fizikçidir.
Parçacık fiziğinde, kuantum alan teorisinin tarihi, 1920’lerin sonlarında elektromanyetik alanın kuantizesiyle çalışan Paul Dirac tarafından oluşturulması ile başlar. Teorideki başlıca gelişmeler 1950’lerde gerçekleşti ve bu gelişmeler kuantum elektrodinamiğinin (KED) başlangıcına neden oldu. KED çok başarılıydı ve “doğaldı”, çünkü aynı temel kavramları doğanın diğer kuvvetlerinde kullanılabilmek için yapılan denemeleri içeriyordu. Bu denemeler, parçacık fiziğinin modern standart modelini üreten güçlü ve zayıf nükleer kuvvetleri ayar kuramının uygulamasında başarılı olmuştu.
Manyetik monopol, parçacık fiziğinde yalıtılmış tek bir manyetik kutbu olan kuramsal bir temel parçacıktır. Daha teknik terimlerle açıklanacak olursa, bir manyetik monopol net manyetik yükü olan bir parçacıktır. Bu teori köklerini manyetik monopollerin varlığını öngören parçacık teorileri, özellikle büyük birleşim ve süper sicim teorilerinden alır. Çubuk şeklindeki mıknatısların manyetik alanı ve elektromanyetikler manyetik monopollerden kaynaklanmazlar. Manyetik monopollerin varlığını kanıtlayan herhangi bir deneysel veri yoktur. Bazı yoğun madde sistemleri efektif manyetik monopol, quasi parçacığını veya matematiksel olarak manyetik monopollerle benzeşen bazı fenomenleri barındırır.
David Elieser Deutsch FRS Oxford Üniversitesi'nde çalışan bir İngiliz fizikçidir. Oxford Üniversitesi Clarendon Laboratuvarı'ndaki Kuantum Hesaplama Merkezi'nde (CQC) Atom ve Lazer Fiziği Bölümü'nde Misafir Profesör olarak görev yapmaktadır. Kuantum Turing makinesi için bir tanım formüle ederek ve bir kuantum bilgisayarda çalışmak üzere tasarlanmış bir algoritma belirleyerek kuantum hesaplama alanına öncülük etmiştir. Ayrıca kuantum anahtar dağıtımı için dolaşık durumların ve Bell teoreminin kullanılmasını önermiştir ve kuantum mekaniğinin birçok dünya yorumunun bir savunucusudur.
Birleşik Krallık