Kas ir fizikas eksperimenti?

Fizikas studenti no vidusskolas sākuma līdz visiem izglītības posmiem regulāri veic fizikas eksperimentus. Vidusskolā eksperimenti parasti kalpo, lai demonstrētu un pierādītu skolēniem vienkāršus fiziskus principus. Tie parasti ir saistīti ar vispārīgām tēmām, piemēram, gravitāciju vai rotācijas kustību. Citas bieži apspriestās tēmas ir elektrība un šķidruma kustība.

Koledžā lielākā daļa klases fizikas kursu ir apvienoti ar fizikas laboratorijām. Šādos laboratorijas kursos studenti veic plašu fizikas eksperimentu klāstu, kas atbilst klasē apgūtajām tēmām. Vispārīgi runājot, šīs tēmas ir progresīvākas nekā tās, kuras māca vidusskolas kursos. Eksperimenti ir attiecīgi stingrāki un progresīvāki. Tie aptver tēmas, kas līdzīgas vidusskolā mācītajām, taču tajās ir daudz dziļāka.

Fiziķi jau ļoti ilgu laiku ir teorizējuši un strādājuši, lai izveidotu Visuma matemātisko modeli. Piedāvātie fizikālo parādību matemātiskie skaidrojumi mēdz būt gadu desmitiem apsteigti zinātnieku spējām tās eksperimentāli pārbaudīt. Piemēram, Einšteins izstrādāja savas speciālās relativitātes un vispārējās relativitātes teorijas attiecīgi 1906. un 1916. gadā. Lai gan dažas šo teoriju daļas ir eksperimentāli pārbaudītas, joprojām ir to aspekti, kas pastāv tikai matemātisko vienādojumu veidā.

Efektīvu fizikas eksperimentu veikšana kļūst arvien dārgāka, jo mācību priekšmeti mēdz būt vai nu neticami mazi, vai neticami masīvi. Piemēram, lielais hadronu paātrinātājs tika uzbūvēts, lai pierādītu Higsa-Bosona daļiņas esamību, saduroties ar citām neticami mazām daļiņām un pārbaudot sadursmes rezultātus. Kolidera izmaksas, pat neņemot vērā milzīgo enerģijas daudzumu, kas nepieciešams tā darbināšanai, ir miljardos ASV dolāru.

Lielais hadronu paātrinātājs, neskatoties uz tā izmaksām, ir lielisks piemērs tam, kas īsti ir fizikas eksperiments. Tās mērķis ir sadurties ar daļiņām un novērot, kas rodas sadursmes rezultātā. Tas tiek darīts ļoti kontrolētos apstākļos — viss aparāts tiek uzturēts noteiktā temperatūrā, un daļiņas tiek paātrinātas līdz ļoti noteiktiem ātrumiem. Tāpat kā citos zinātniskos eksperimentos, lielais hadronu paātrinātājs ļauj zinātniekiem kontrolētos apstākļos novērot dabas parādību. Viņi var izdarīt savus secinājumus no novērotā.