cyanic-selkie/wikianc huggingface dataset:
Olympia
Olympia viittaa seuraaviin:
Urheilussa
Olympia varsinkin yhdyssanojen alkuosana viittaa yleensä olympiakilpailuhin rakennettuihin suorituspaikkoihin:
Death Cab for Cutie
Death Cab for Cutie on yhdysvaltalainen vuonna 1997 perustettu indie rock -yhtye. Yhtyeeseen kuuluvat Benjamin Gibbard (laulu, kitara), Chris Walla (kitara, tuotanto), Nick Harmer (basso) ja Jason McGerr (rummut). Yhtye otti nimensä Neil Innesin ja Vivian Stanshallin kirjoittamasta, Bonzo Dog Doo-Dah Band -yhtyeen esittämästä kappaleesta ”Death Cab for Cutie”.
Yhtyeen esikoisalbumi Something About Airplanes julkaistiin vuonna 1998. Yhteensä Death Cab for Cutie on julkaissut yhdeksän studioalbumia, seitsemän EP:tä ja yhden demon. Yhtyeen viimeisin albumi, Thank You For Today, julkaistiin vuonna 2018.
Varhaiset vuodet (1997–2004)
Death Cab for Cutie sai alkunsa Western Washington Universityssä, Washingtonin Bellinghamissa. Sitä ennen Gibbardin ensimmäinen albumi You Can Play These Songs with Chords julkaistiin demona, joka johti levytyssopimukseen Barsuk Recordsin kanssa, minkä jälkeen Gibbard päätti laajentaa musiikkiprojektinsa kokonaiseksi yhtyeeksi. Hän valitsi Chris Wallan kitaristiksi, Nick Harmerin basistiksi ja Nathan Goodin soittamaan rumpuja. Yhtyeen varhaisten laulujen sanoitukset sisältävät monia viittauksia paikallisiin asioihin. Monet ensimmäisistä kappaleista on levytetty Gibbardin asunnon kellarissa.
Yhtyeen ensimmäinen vinyylilevy Something About Airplanes julkaistiin 18. elokuuta 1998 Yhdysvalloissa. Rumpali Nathan Good jätti yhtyeen ensimmäisen levyn tuotannon aikoihin, ja hänet korvattiin Jayson Tolzdorf-Larsonilla. Good soitti rumpuja kahdessa levyn sisältämässä kappaleessa, ”The Employment Pages” ja ”Company Calls Epilogue”, ja muissa kappaleissa rummuista vastasi Gibbard. Vaikka Tolzdorf-Larson ei ollut albumin osallisena, hän soitti rumpuja kappaleessa ”Spring Break Broke”, joka löytyy 7″-julkaisulta ”Death Cab for Fiver”. Hän oli myös mukana yhtyeen kahdella kiertueella. Myöhemmin hänet korvattiin Michael Schorrilla, jonka soittoa kuultiin ensimmäistä kertaa The Forbidden Love -EP:llä, joka ilmestyi 24. lokakuuta 2000 Yhdysvalloissa. Vuonna 2001 julkaistiin uusi vinyylilevy The Photo Album.
Vuonna 2003 yhtyeen rumpali vaihtui kolmannen kerran, kun Jason McGerr korvasi Michael Schorrin. McGerr soitti rumpuja seuraavalla levyllä, joka kantaa nimeä Transatlanticism ja julkaistiin lokakuussa 2003. Albumin kappaleista muutama ilmestyi jopa TV-sarjoissa O.C., Mullan alla, CSI: Miami ja Californication. Kappaleita soitettiin myös elokuvissa Kuokkavieraat ja Mean Creek.
Narrow Stairs (2007–2008)
Albumi Narrow Stairs ilmestyi Yhdysvalloissa 12. elokuuta 2008.
Ensimmäinen single ”I Will Possess Your Heart” julkaistiin 18. maaliskuuta 2008 Yhdysvalloissa. Narrow Stairs oli ehdolla Grammy-palkinnon saajaksi kategoriassa ”Best Alternative Music Album” ja ”I Will Possess Your Heart” ansaitsi ehdokkuuden kategoriassa ”Best Rock Song”. Yhtye ei lopulta voittanut kumpaakaan palkintoa. Narrow Stairs on yhtyeen ensimmäinen single, joka on yltänyt ykköseksi Billboard 200 -listalle. Myös ”No Sunlight” julkaistiin singlenä levyltä. 31. maaliskuuta 2009 yhtye julkaisi The Open Door -EP:n. Se levisi myös iTunesiin.
Meet Me on the Equinox (2009)
Death Cab for Cutie on kirjoittanut kappaleen vuoden 2009 elokuvan Twilight – Uudenkuun soundtrackille. Yhtye teki kappaleen ”Meet Me On the Equinox” varta vasten elokuvalle, ja ensimmäistä kertaa se kuultiin 13. syyskuuta 2009 MTV Video Music Awards -gaalassa. Basisti Nick Harmerin mukaan ”Meet Me On the Equinox” kirjoitettiin kuvastamaan keskeisiä teemoja ja motiiveja, jotka kulkevat läpi Houkutus-sarjan, ja sen kautta haluttiin välittää ne alkujen ja loppujen epätoivoiset tunteet, jotka niin voimakkaasti vaikuttavat päähenkilöihin.
Kappaleen virallinen musiikkivideo julkaistiin 7. lokakuuta 2009.
Codes And Keys (2011)
Death Cab For Cutie julkaisi seitsemännen studioalbuminsa Codes And Keys 31. toukokuuta 2011.
Jäsenet
thumb|Ben Gibbard (vasemmalla) ja Chris Walla (oikealla).
Parhaat päältä (Fredin albumi)
Parhaat päältä on Matti Siitosen eli Fredin kokoelma-albumi, joka julkaistiin vuonna 1976.
Riemukaari (täsmennyssivu)
Riemukaari viittaa seuraaviin:
Kehro
pienoiskuva Kehro on 1980-luvun alussa Helsingissä perustettu orkesteri, jonka tyylilaji on psykedeelinen etnoväritteinen taustamusiikki. Yhtyeen nimi viittaa Urjalassa sijaitsevaan saman nimiseen kylään. Ektro Records julkaisi yhtyeen esikoisalbumin Urdiala huhtikuussa 2019 ja kakkosalbumin Jalousie toukokuussa 2021. Kehron kolmosalbumi Hamlet on omakustanne, joka ilmestyi lokakuussa 2022.
Yhtyeen perustajajäsenet ovat alun perin urjalalaiset Vesa Kaartinen ja Ville Toikka. Kitaraduona aloittanut yhtye kasvoi 2000-luvun alkuvuosina trioksi, jonka kontrabasistina oli ensin Tapio Ollikainen, sittemmin Markku Kyyhkynen. Keikoilla rumpaleina ovat olleet mm. Kalle Outila, Markus Raivio, Okko Laru ja Knut Haglund. Yhtye on pitänyt keikat avoimena kaikille halukkaille niin, että ad hock -kokoonpanoissa on parhaimmillaan musisoinut lähes kymmenen soittajaa. Soitinvalikoima on vaihdellut lehmänkellosta nokkahuiluun.
Roger Leloup
Roger Leloup (s. 17. marraskuuta 1933) on belgialainen sarjakuvan piirtäjä ja kirjoittaja. Hän on yksi tärkeimpiä ligne claire -tyylisuunnan edustajista.
Vuonna 1950 hän aloitti Jacques Martinin avustajana. Leloup väritti Alix-sarjakuvaa ja piirsi taustoja.
15. helmikuuta 1953 hän siirtyi Hergén studioon avustajaksi ja piirsi Tintti-sarjakuviin taustoja ja teknisiä laitteita. Carreidasin liikkuvasiipinen yliäänimatkustajakone Tintti-albumissa Lento 714 oli hänen piirtämänsä.
31. joulukuuta 1969 hän lähti Hergén studiolta ja omistautui piirtämään ja kirjoittamaan omaa sarjakuvaansa, Yoko Tsunoa.
Kurki
Kurki (Grus grus) on kurkilintujen lahkoon kuuluva lintulaji.
Koko ja ulkonäkö
thumb|left|250px|Kurki. Kurjen vartalo on pääosin vaaleanharmaa. Sillä on musta pää ja kaulan yläosa sekä valkoinen poski. Takaraivolla kurjella on punainen paljas laikku, jonka koko vaihtelee. Nuorten kurkien pää on yksivärinen ja ruskehtava. Useilla pesivillä kurjilla selkä on ruosteensävyinen, koska se tahriutuu rautapitoiseen tai saviseen suoveteen linnun hautoessa. Kaukaa katsottuna kurki muistuttaa ulkonäöltään harmaahaikaraa, vaikkei ole sille läheistä sukua. Kurjen erottaa harmaahaikarasta varmimmin siitä, että kurki lentää kaula suorana, harmaahaikara kaula taivutettuna.
Kurjen pituus on 96–120 cm ja siipien kärkiväli 180–222 cm. Kurjen äänet ovat raikuvan voimakkaita. Poikaset ja nuoret linnut vinkuvat korkealla ja kuuluvalla äänellä.
Vanhin suomalainen rengastettu kurki on ollut 17 vuotta 2 kuukautta 25 päivää vanha. Se on samalla Euroopan vanhin.
Levinneisyys
Maailmanlaajuinen populaatio on 210 000 – 250 000 yksilöä, joista enin osa pesii Venäjällä ja Fennoskandiassa.
Elinympäristö
thumb|245px|Kurkiperhe pellolla. Kurjet viihtyvät soilla ja rantaniityillä. Pesintä järvien ja merenlahtien ruoikoissa lisääntyy kaiken aikaa. Muuttoaikoina kurjet viihtyvät vilja- ja perunapelloilla. Kurki on Pohjois-Pohjanmaan maakuntalintu. Kurki on aiheena myös Tervolan vaakunassa. Suomessa ylivoimaisesti suosituin kurkien levähdyspaikka on Vaasan kaupungin vieressä sijaitseva Söderfjärdenin 2 300 hehtaarin peltoaukea, jossa kurkia voidaan tavata syksyisin jopa 10 000.
Lisääntyminen
Kurkien saavuttua pesimäsoilleen ne esittävät upeita soidintansseja ja trumpettimaiset törähdykset kuuluvat kauas. Kurjet muodostavat elinikäisen parisuhteen. Ne alkavat pesiä vasta 4–6-vuotiaina. Pesä rakennetaan usein suon tai ruoikon vaikeapääsyisimpään kolkkaan. Pesä on laajahko keko ruohoja, sammalia, oksia ja muita kasvinosia. Pariskunta rakentaa pesän yhdessä. Muninta alkaa Etelä-Suomessa usein jo huhtikuussa, mutta kylminä keväinä vasta toukokuussa. Munia on yksi tai kaksi, pohjaväriltään vihertäviä tai ruskehtavia tummin laikuin. Molemmat puolisot hautovat yhteensä yli 4 viikkoa. Poikaset ovat pesäjättöisiä ja osaavat jo hyvin pieninä uida ja juosta lujaa. Ne oppivat lentämään 2,5 kuukauden ikäisinä. Poikasen kerjuuääni on hyvin korkea ja kauas kantava.
Ravinto
Kurjet ovat kaikkiruokaisia. Ne syövät sammakoita, jyrsijöitä, kalaa, linnunpoikasia, mutta myös viljaa, perunoita ja marjoja.
Mestarien liigan kauden 2006–2007 pudotuspelit
Mestarien liigan kauden 2006–2007 pudotuspelit pelattiin 20. helmikuuta – 23. toukokuuta 2007. Kaikki pudotuspelien ottelut pelattiin kaksiosaisina lukuun ottamatta loppuottelua, joka pelattiin yksiosaisena.
Köynnöskasvi
thumb|Köynnökset kiipivät talon ulkoseinää [[Lillessä.]] Köynnöskasvi eli köynnös tai kiipijäkasvi on rentovartinen kasvi, joka kiipeilee erilaisia tukia kuten toisia kasveja pitkin. Köynnöksen apuna kiipeämisessä on kärhiä tai kiipimäjuuria. Köynnökset voivat olla joko ruohovartisia tai puuvartisia. Puuvartisia köynnöskasveja kutsutaan liaaneiksi.
Mestarien liigan kauden 2006–2007 pudotuspelit
Ensimmäiset osaottelut
Ottelut pelattiin 20. ja 21. helmikuuta 2007. Kaikki ajat ovat UTC (Coordinated Universal Time).
Symphonic Terror – Live At Wacken 2017
Symphonic Terror on Acceptin livealbumi vuoden 2017 Wacken Open Airin konsertista. Se julkaistiin 23.11.2018. Konsertti oli osa Wacken Open Airin perinteistä Night To Remember -konseptia, jossa yhtyeet esiintyvät ainutkertaisella tavalla.
Mestarien liigan kauden 2006–2007 pudotuspelit
Toiset osaottelut
Ottelut pelattiin 6. ja 7. maaliskuuta 2007. Kaikki ajat ovat UTC (Coordinated Universal Time).
Symphonic Terror – Live At Wacken 2017
Konsertti
Konsertti oli jaettu kolmeen osaan. Ensimmäisessä osassa yhtye soitti ilman orkesteria yhtyeen uutta ja vanhaa materiaalia. Toisessa osassa ensiesityksensä saivat kitaristi Wolf Hoffmanin vuonna 2016 julkaiseman Headbangers Symphony -albumin kappaleet, joita säesti Tšekin kansallissinfoniaorkesteri. Kolmannessa osassa Accept esitti sinfoniaorkesterin kanssa valittuja klassikoita yhtyeen tuotannosta.
Mestarien liigan kauden 2006–2007 pudotuspelit
Ensimmäiset osaottelut
Ottelut pelattiin 3. ja 4. huhtikuuta 2007. Kaikki ajat ovat UTC (Coordinated Universal Time).
Symphonic Terror – Live At Wacken 2017
Konsertti
Katsojia oli paikan päällä 80 000, lisäksi konsertti näytettiin myös suoratoistona festivaalin sivuilla.
Vastaanotto
Konserttitaltiointi nähtiin hyvänä tallenteena unohtumattomasta illasta ja vahvana jatkona Acceptin levykatalogissa. Siitä, toiko yhteistyö sinfoniaorkesterin kanssa lisäarvoa Acceptin esiintymiselle, on ollut jonkin verran eriäviä näkemyksiä mutta yleensä ottaen siitä ei ole nähty olleen haittaakaan. Julkaisu sijoittui kuudenneksitoista Billboardin klassisen musiikin listalla.
Accept
1.Die By The Sword
2.Restless And Wild
Mestarien liigan kauden 2006–2007 pudotuspelit
Ensimmäiset osaottelut
Ottelut pelattiin 24. ja 25. huhtikuuta 2007. Kaikki ajat ovat UTC (Coordinated Universal Time).
Toiset osaottelut
Ottelut pelattiin 1. ja 2. toukokuuta 2007. Kaikki ajat ovat UTC (Coordinated Universal Time).
Symphonic Terror – Live At Wacken 2017
Accept
3.Koolaid
Mestarien liigan kauden 2006–2007 pudotuspelit
Loppuottelu
Ottelu pelattiin 23. toukokuuta 2007 Ateenan Olympiastadionilla, Kreikassa kello 19:45 (UTC).
Symphonic Terror – Live At Wacken 2017
Accept
4.Pandemic
5.The Final Journey
Headbanger’s Symphony
6.Modest Musorgski: Night On Bald Mountain (Yö autiolla vuorella)
7.Ludwig van Beethoven: Scherzo
8.Sergei Prokofjev: Romeo And Juliet
9.Ludwig van Beethoven: Pathétique 1
Aasian-Tyynenmeren rallisarja
Aasian-Tyynenmeren rallisarja (APRC) on FIA:n alueellinen rallisarja. Koska sarja on maantieteellisesti suurella alueella se on jaettu kahteen divisioonaan: Aasian Cup ja Tyynenmeren Cup (FIA APRC Asia Cup ja FIA APRC Pacific Cup). Kauden lopuksi järjestetään loppukilpailu.
Symphonic Terror – Live At Wacken 2017
Headbanger’s Symphony
0.Antonio Vivaldi: Double Cello Concerto in G Minor
Aasian-Tyynenmeren rallisarja
Pistejärjestelmä
Pistejärjestelmänä käytetään FIA:n alueellisien sääntöjen mukaista pisteytystä.
Symphonic Terror – Live At Wacken 2017
Headbanger’s Symphony
11.Wolfgang Amadeus Mozart: Symphony No. 40 in G Minor
Accept ja orkesteri
13.Stalingrad
14.Dark Side Of My Heart 15.Breaker
16.Shadow Soldiers
17.Dying Breed
18.Fast As A Shark
19.Metal Heart
20.Teutonic Terror
21.Balls To The Wall
Bonus-osa
Making Of: Wacken
Making Of: Headbanger’s Symphony
Julkaisuformaatit
Lisäksi konsertista julkaistiin 10-tuumainen vinyylisingle ”Balls To The Wall/ Symphony No.40 in G Minor”.
Singaporen parlamentti
Parlamentaarista työtä tehdään seitsemässä valiokunnassa.
Historia
Ensimmäinen parlamentti perustettiin vuonna 1867, kun Singaporesta tuli oma siirtokuntansa. Sen rooli oli aluksi toimia neuvoa-antavana elimenä ja avustaa kuvernööriä. Osa edustajista oli kuvernöörin nimittämiä. .
Valta siirrettiin vaaleilla valituille ministereille ja parlamentille vuonna 1955. Tämä ei kuitenkaan koskenut puolustus- ja rahapolitiikkaa. Vuonna 1959 siirtokunnasta tuli täysin autonominen. .
Vuonna 1965 Singapore erotettiin Malesiasta, ja parlamentti aloitti toimintansa nykymuodossaan.
Fysiikka
Fysiikan historia
Ajan hetkeä tai paikkaa, milloin ja missä fysiikka olisi syntynyt, on mahdotonta selvittää tai määrittää. Varhaisimmat löydökset fysiikan tutkimuksesta ajoittuvat vuosisataan 2400 eaa. ja Harappan sivilisaatioon, mistä on jäänyt merkkejä kymmenjärjestelmään pohjautuvasta mitta-asteikosta. Toisaalta on löydetty myös todisteita siitä, että neanderthalin ja cro-magnonin ihminen olisivat tehneet tähtitieteellisiä havaintoja jo 30 000 vuotta sitten.
Antiikin Kreikka
Aristoteleen työtä fysiikan ja tieteen parissa voidaan pitää tieteenhistoriallisesti vaikuttavana, sillä hänen oppejaan käytettiin vielä 1600-luvulle. Aristoteleen mielestä kaikella pitää olla luonnollinen syy. Hänen ajattelemansa fysiikka sisälsi myös luonnon filosofian. Aristoteles pohti paljon maailmankaikkeuden toimintaan, muotoon ja rakenteeseen liittyviä asioita. Hän kuvasi Empedokleen keksimille neljälle alkuaineelle niiden peruslaadut. Tuolloin kuvitellut alkuaineet olivat tuli, vesi, maa ja ilma. Aristoteleen mukaan maailmankaikkeus on aina ollut olemassa, eikä sillä ole varsinaista syntyhetkeä. Hänen mukaansa, jos maailmankaikkeus olisi joskus syntynyt, pitäisi sen joskus myös tuhoutua. Tästä hän päätteli maailmankaikkeuden olevan ikuinen. Aristoteles kirjoitti myös teoksen Fysiikka, jossa hän selvittää kaikkeuden syvintä olemusta ja rakennetta sekä pohtii aikaan liittyviä asioita. Aristoteles myös hylkäsi atomiopin, koska piti tyhjiötä mahdottomana. Hänen mukaansa jos aine koostuisi atomeista, niin niiden väliin jäisi väistämättä tyhjiö.
Tieteen vallankumous
pienoiskuva|pysty|[[Galileo Galilei]] Tieteen ja fysiikan kehitys pysähtyi varhaiskeskiaikana, mutta alkoi elpyä sydänkeskiajalta lähtien. Tällä välin tieteen eturintama oli siirtynyt islamilaiseen maailmaan. Arabeille Mekan suunnan selvittäminen ja rukousten ajankohtien laskeminen olivat tärkeitä tehtäviä, joihin tarvittiin matematiikkaa ja tähtitiedettä. Arabit käänsivät melkein kaiken kreikkalaisen tieteellisen kirjallisuuden arabiaksi 800- ja 900-luvuilla. Syynä oli kalifien tarve myötäillä persialaisten alamaisten kulttuuria, johon kuului ajatus zarathustran kadonneiden kirjoitusten kokoamisesta. Islamilaisen maailman panos fysiikkaan ei kuitenkaan tuonut merkittäviä läpimurtoja. 1100-luvulta alkaen eurooppalaiset alkoivat laajasti kääntää sekä arabialaista että kreikkalaista tieteellistä kirjallisuutta arabiasta ja kreikasta.
1600-luvulle asti tieteessä vallinneet käsitykset olivat etupäässä peräisin Raamatusta sekä Aristoteleen ja muiden antiikin filosofien opeista. Lopulta kirkon vallan rapistuminen sekä maailmankuvan muuttuminen ja uudet innovaatiot aloittivat tieteellisen vallankumouksen, jonka katsotaan alkaneeksi vuonna 1543, jolloin Nikolaus Kopernikus julkaisi De revolutionibus orbium coelestium -teoksen. Kopernikus kuoli pian julkaisemisen jälkeen. Katolisen kirkon vallan murenemiseen vaikuttivat kirjapainon kehittäminen ja kirkon sisäiset ongelmat.pienoiskuva|pysty|vasen|Sir [[Isaac Newton]]
Yhtenä suurimpana fyysikkona pidetty Galileo Galilei vastusti näyttävästi kirkon oppeja. Galilei loi pohjan klassiselle fysiikalle ja häntä kutsutaan usein klassisen fysiikan isäksi. Galilei teki paljon liikkeeseen liittyviä tutkimuksia. Yksi kuuluisimmista tarinoista on, että Galilei pudotteli eri painoisia kappaleita Pisan kaltevasta tornista. Galilei huomasi mittaustensa ja Aristoteleen oppien välillä ristiriidan: kappaleiden putoamisaika ei riipu kappaleiden massasta. Galilei kehitti myös nykyisen tieteellisen menetelmän, jonka mukaan teorian ja kokeiden pitää olla sopusoinnussa. Muita Galilein aikalaisia olivat Christiaan Huygens, Johannes Kepler ja Blaise Pascal. Samalla vuosisadalla termodynamiikka alkoi kehittyä nopeasti. Jo Galilei esitti lämpömittarin toimintaperiaatteen, mutta varsinaisesti termodynamiikan isänä voidaan pitää Otto von Guerickea, joka kehitti 1650-luvulla ensimmäisen tyhjiöpumpun. Termodynamiikkaa kehittivät von Guericken jälkeen muun muassa Thomas Young ja Robert Boyle.
Tieteen vallankumous kulminoitui vuoteen 1687, jolloin Isaac Newton julkaisi teoksensa Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Teoksessaan Newton esittelee liikelakinsa, johon klassinen mekaniikka perustuu. Principiassaan Newton esittelee painovoimalakinsa sekä muutaman teorian koskien virtausdynamiikkaa. Myöhemmin klassista mekaniikkaa muokkasivat ja laajensivat erityisesti Leonhard Euler, Joseph-Louis Lagrange, William Rowan Hamilton ja monet muut, jotka tekivät uusia löytöjä teoreettisen fysiikan alalla.
Vuonna 1738 Daniel Bernoulli julkaisi teoksensa Hydrodynamica, joka käsitteli statiikan teoriaa ja nesteiden liikkeitä. Samalla teos loi pohjan kineettiselle kaasuteorialle. Kuusikymmentä vuotta myöhemmin Benjamin Thompson havainnollisti, kuinka mekaaniseen työhön käytetty energia muuttuu lopulta lämmöksi, ja vuonna 1847 James Joule sai mitatuksi, mikä määrä mekaanista energiaa vastaa mitäkin lämpömäärää. Tämän perusteella Hermann von Helmholtz esitti yleisen energian säilymislain.
Vuonna 1808 John Dalton esitti epäsuorasti mallin, joka viittasi atomien olemassaoloon.
Fysiikan suurimpiin tutkimusalueisiin kuului 1800-luvulla sähkö. Robert Boylen, Stephen Grayn ja Benjamin Franklinin 1600- ja 1700-luvulla tehdyt tutkimukset koskien sähköä antoivat edellytykset sähkön tutkimiselle. Nämä tutkimukset johtivat sähkövirran ja jännitteen havaitsemiseen. Englantilainen fyysikko Michael Faraday esitteli näkemystä magnetismin ja sähkön yhdistämiselle. Tätä hän havainnollisti liikuttelemalla magneettia johtimen ympärillä siten, että johtimeen indusoitui jännite.
Skotlantilainen James Clerk Maxwell esitteli 1800-luvulla yhtälönsä, joissa hän kuvaa sähkö- ja magneettikenttiä sekä niiden vuorovaikutusta. Ne johtivat myös päätelmään, että valokin on sähkömagneettista aaltoliikettä. 1800-luvun lopulla saksalainen Wilhelm Röntgen löysi röntgensäteilyn ja sai havainnostaan ensimmäisen Nobelin fysiikanpalkinnon.
Ihmisen usko fysiikkaan ja muihin tieteisiin kohosi nopeasti huippuunsa. 1800-luvulla tehdyt valtavat löydöt saivat ihmiset uskomaan tieteeseen ja siihen, että tiede ratkoo kaikki ihmisten ongelmat tulevaisuudessa. Osa tuon ajan yleisesti kannatetuista teorioista, kuten eetterioppi, osoittautui kuitenkin virheellisiksi. Fyysikot uskoivat 1800-luvulla, että valo ja radioaallot etenivät kaikkialla läsnä olevassa eetteriksi nimetyssä näkymättömässä aineessa.
Moderni fysiikka
pienoiskuva|pysty|[[Albert Einstein]] 1900-luvun alussa huomattiin, ettei silloin tunnettu fysiikka kuvaa tarpeeksi tarkasti tunnettua luontoa. Vuonna 1900 Max Planck kehitti Gustav Kirchhoffin ajatusten ja mustan kappaleen säteilyä koskevien tutkimustulosten pohjalta idean, jonka mukaan säteilyenergia koostuu pienistä yksiköistä, energiakvanteista. Yksittäisen kvantin energia saadaan kertomalla säteilyn taajuus eräällä yleisellä luonnonvakiolla, Planckin vakiolla. Viisi vuotta myöhemmin Albert Einstein julkaisi tutkimuksen, jossa hän Planckin ideaa apuna käyttäen selitti valosähköisen ilmiön. Einstein julkaisi samana vuonna myös suppean suhteellisuusteorian ja selitti Brownin liikkeen, jota oli pyritty selittämään useaan otteeseen ennen Einsteinia. Albert Einstein oli merkittävä hahmo modernissa fysiikassa; päätöidensä lisäksi hän oli mukana kehittämässä kvanttimekaniikkaa.
Vaikka fysiikalla on usean tuhannen vuoden historia, fyysikot eivät olleet 1900-luvun alussa vieläkään yhteisymmärryksessä aineen rakenteesta. Tuolloin vallitsevana mielipiteenä oli samankaltainen kuin Demokritoksen aiemmin esitetty idea. Fyysikot totesivat, että aine koostuu atomeista. Ennen 1900-lukua J. J. Thomson suunnitteli kokeen, joka vaikutti käsitykseen atomien rakenteesta. Kokeessa havaittiin, että katodisäteet koostuivat negatiivisesti varautuneista hiukkasista, elektroneista. Yksi atomin rakenneosista oli löytynyt. Thomson sai havainnostaan Nobelin fysiikanpalkinnon ja myöhemmin hänen poikansa sai Nobelin fysiikanpalkinnon elektronien aaltoluonteen löytämisestä. pienoiskuva|vasen|[[Marie Curie]]
Modernin fysiikan ja klassisen fysiikan taitteessa Pierre ja Marie Curie havaitsivat, että jotkin aineet olivat radioaktiivisia. Henri Becquerel löysi samaisen ilmiön tosin aiemmin, muttei ollut varma mitä oli löytänyt. Marie Curie oli fysiikan ja kemian harvoja merkittäviä naishahmoja. Curien löytöjen pohjalta syntyi uusi fysiikan haara, ydinfysiikka. Aivan alkuaikoina röntgensäteilyn ja radioaktiivisissa prosesseissa syntyneen säteilyn vaarallisuutta ei tiedostettu, ja monet tutkijat altistuivat vaaralliselle säteilylle liiaksi. Myös Marie Curie työskenteli radioaktiivisten aineiden kanssa ilman kunnollisia suojavarusteita. Hän kuoli leukemiaan 1934.
Uusiseelantilainen fyysikko Ernest Rutherford löysi vuonna 1911 atomin ytimen pommittaessaan alfa-hiukkasia ohutta kultalevyä kohti. Rutherford totesi useimpien hiukkasten menevän kultalevystä läpi, mutta yllätyksekseen hän havaitsi, että osa hiukkasista sirosi takaisin päin. Tästä hän päätteli, että suurin osa atomin massasta sijoittuu hyvin pieneen ytimeen, jossa on positiivisesti varautuneita hiukkasia, protoneja. Vuonna 1932 James Chadwick löysi neutronit, jotka osoittautuivat myös ytimen osasiksi.
Tanskalainen Niels Bohr oli yksi suurimmista kvanttiteorian kehittäjistä ja puolestapuhujista. Bohr esitteli vuonna 1913 mallin atomin rakenteesta. Bohrin mallin mukaan elektronit sijoittuvat ytimen ympärille radoille, joiden energia kasvaa sitä suuremmaksi, mitä kauemmaksi ytimestä mennään. Malli ei kuitenkaan vastannut todellisuutta kovinkaan hyvin, ja myöhemmin malli korvautui kvanttimekaanisella atomimallilla, jonka mukaan elektronit eivät sijaitse tietyssä avaruuden pisteessä vaan ne sijaitsevat tietyllä todennäköisyydellä tietyssä pisteessä. Kun kvanttiteorian mukaan valolla on sekä aalto- että hiukkasluonne, sai Louis de Broglie vuonna 1924 aiheen olettaa, että samoin on elektronien ja muidenkin alkeishiukkasten laita. Oletus osoittautui oikeaksi ja on kvanttimekaniikan perustana. Kvanttimekaniikan suurimpia kehittäjiä olivat muun muassa Erwin Schrödinger, Paul Dirac ja Werner Heisenberg.
1900-luvun puolivälissä kvanttimekaniikan käsitteitä kehitettiin edelleen ja syntyi niin sanottu kvanttikenttäteoria. Kvanttikenttäteorian alullepanijoita olivat Richard Feynman, Julian Schwinger, Sin-Itiro Tomonaga ja Freeman Dyson. Edellä mainitut henkilöt laittoivat alulle kvanttisähködynamiikan, joka kuvaa sähköisesti varattujen hiukkasten vuorovaikutustapahtumia ja selitti Lambin siirtymän. Kvanttikenttäteoria tarjosi viitekehyksen hiukkasfysiikan kehittymiselle.
Ydinfysiikan ja muun fysiikan kehityksellä oli oma merkityksensä toisessa maailmansodassa. Monet Euroopasta Yhdysvaltoihin muuttaneet fyysikot sekä Yhdysvalloissa asuvat fyysikot liittyivät Manhattan-projektiin ja olivat mukana kehittämässä atomipommia. Yhdysvallat pudotti kaksi atomipommia Japaniin vuonna 1945. Tämä sai Japanin antautumaan ja toinen maailmansota loppui. Nähtyään aiheutuneen tuhon monet Manhattan-projektiin osallistuneet fyysikot katuivat osallisuuttaan kärsimysnäytelmään ja sodan jälkeen vuonna 1955 useat kuuluisat fyysikot, Einstein mukaan luettuna, allekirjoittivat Russellin–Einsteinin manifestin, joka varoitti maailman johtajia ydinpommien vaaroista.
Chen Ning Yang ja Tsung-Dao Lee huomasivat tutkimuksissaan 1950-luvulla epäsymmetriaa hiukkasten hajoamisessa. Tutkimukset johtivat seuraavien vuosikymmenien aikana ydinvoimien tutkimiseen ja niiden parempaan ymmärtämiseen. Tämä johti standardimallin luomiseen 1970-luvulla.
Yleisen suhteellisuusteorian ja kvanttimekaniikan ristiriitaisuus johti säieteorian ja supersäieteorian syntymiseen. Supersäieteoria on yksi lupaavimmista teorioista yhdistää gravitaatio ja muut perusvuorovaikutukset.
Tulevaisuus
pienoiskuva|[[CERN|CERN:iin rakennetulla suurella hadronitörmäyttimellä (LHC) toivotaan saatavan selvyyttä Higgsin bosonin olemassaoloon.]]
Fysiikan tutkimus on kiivasta monilla eri aloilla.
Kiinteän olomuodon (tai tiiviin aineen) fysiikassa tutkimuksen etulinjassa ovat kvanttitietokoneet, nanomateriaalit ja spintroniikka. Uudet energiaratkaisut kuten fuusioreaktorit ja tehokkaat tuulivoimaloiden generaattorit myös motivoivat uutta tutkimusta.
Hiukkasfysiikassa standardimallin laajennuksia on ilmestynyt ja uusia mielenkiintoisia tuloksia on odotettavissa LHC:n käynnistyttyä.
Fysiikan perusteisiin menevä teoreettinen tutkimus taistelee kvanttimekaniikan ja yleisen suhteellisuusteorian yhdistämiseksi yhdeksi kvanttigravitaation teoriaksi.
Havaintolaitteiden kehitys tuottaa myös selittämättömiä havaintoja astrofyysikoille sekä tähtitieteilijöille.
Fysiikan osa-alueet
Fysiikkaa jaotellaan tavallisimmin sen historiallisen kehityksen pohjalta erinäisiin osin toisiinsa limittyviin tutkimusaloihin. Tärkeimpiä niistä ovat vanhastaan olleet mekaniikka, sähköoppi, lämpöoppi, optiikka ja akustiikka, joiden ohella 1900-luvulla tärkeiksi tutkimuskohteiksi tulivat atomifysiikka, ydinfysiikka, hiukkasfysiikka ja tiiviin aineen fysiikka. Tätä jaottelua käytetään muun muassa fysiikan opetuksessa. Osa-alueita muodostuu myös tietyn mittakaavan tai menetelmän perusteella, kuten laskennallinen fysiikka tai astrofysiikka. Itse fysikaaliseen tietämykseen ja siten luontoon pohjautuvaa jaottelua ei ole.
Historiallinen jaottelu
Yleensä klassisessa fysiikassa keskitytään ihmisen mittaskaalan ilmiöihin, modernissa joko paljon pienempiin, paljon suurempiin tai vastaavasti paljon kylmempiin tai paljon kuumempiin eli energeettisempiin ilmiöihin. Monet tärkeät klassiset ilmiöt, esimerkiksi gravitaatio eli painovoima, tai yhteyttämisen fysikaaliset perusteet pystytään selittämään täsmällisesti vain modernin fysiikan avulla. Itse asiassa minkä tahansa ilmiön täsmälliseen selittämiseen tarvitaan modernia fysiikkaa, sillä klassinen fysiikka on moderniin fysiikkaan nähden niin sanottu efektiivinen, ”keskiarvoistettu” malli. Yleisen suhteellisuusteorian osalta klassisten teorioiden toimivuus on helppo ymmärtää: pienillä nopeuksilla suhteellisuusteoreettinen Lorentz-muunnos vastaa klassista Galilei-muunnosta. Kvanttifysiikan osalta tilanne on monimutkaisempi sillä klassiset lait nousevat kvanttimekaniikasta usealla eri tavalla. Eräs keskeinen käsite rajankäynnissä klassisen fysiikan ja kvanttifysiikan välillä on dekoherenssi.
Klassinen mekaniikka
Klassinen mekaniikka on Isaac Newtonin muotoilemiin liikelakeihin perustuva fysiikan ala, joka kuvaa makroskooppisia kappaleita ja niiden liikkeitä. Klassisessa mekaniikassa kuvataan kappaleiden välisiä voimia, esimerkiksi painovoimaa tai kitkavoimaa, sekä näiden vuorovaikutusten aikaansaamia liikkeitä. Nykytietämyksen mukaan klassinen mekaniikka ei pidä paikkaansa suurilla nopeuksilla, jotka lähentelevät valonnopeutta tai pienen kokoluokan, atomitason, ilmiöille. Se kuitenkin kuvaa hyvin tarkasti tavanomaisia ilmiöitä.
Klassinen mekaniikka voidaan jakaa kolmeen alaan, jotka tutkivat hieman eri asioita. Nämä alat ovat kinematiikka, dynamiikka ja statiikka. Kinematiikka tutkii kappaleen liikettä huomioimatta kappaleen massaa tai liikkeen aiheuttavia syitä. Liikettä kuvataan puhtaasti geometrisesta näkökulmasta. Dynamiikka tutkii liikettä liikkeen aiheuttavien voimien näkökulmasta. Statiikka eli tasapaino-oppi tutkii levossa olevia kappaleita ja voimia, joilla ne vaikuttavat toisiinsa.
Kaasuja ja nesteitä tutkivaa mekaniikan haaraa kutsutaan virtausmekaniikaksi. Virtausmekaniikka voidaan edelleen jaotella hydrostatiikkaan ja hydrodynamiikkaan. Kaasujen mekaniikkaa ja esimerkiksi lentokoneiden siipien toimintaa tutkivaa mekaniikan alaa kutsutaan aerodynamiikaksi.
Klassinen mekaniikka voidaan muotoilla matemaattisesti erilaisilla formalismeilla, jotka ovat pohjimmiltaan ekvivalentteja. Newtonin liikelakien ohella keskeisimmät formalismit ovat Lagrangen mekaniikka ja Hamiltonin mekaniikka. Muun muassa säilymislait näyttäytyvät näissä formalismeissa selkeämmin kuin Newtonin liikelaeissa. Newtonin kehittäessään mekaniikkaansa, oli Galileo Galilein kehittämällä Galilein mekaniikalla suuri merkitys.
Sähkömagnetismi
Sähkön ja magnetismin kytkeytymistä hyödynnetään muun muassa sähkön tuotannossa. Sähkön käyttö energialähteenä perustuu muutamiin perussovellutuksiin, jotka mahdollistavat sähkön tuottamisen mekaanisesta liikkeestä generaattorilla ja muuttamisen mekaaniseksi liikkeeksi sähkömoottorilla. Yksinkertaisin magnetismin sovellutus on kuitenkin kompassi, jonka toiminta perustuu kestomagneetin suuntautumiseen Maan magneettikentässä. Magneetteja hyödynnetään sähkön tuotannon lisäksi myös useissa tiedontallennusvälineissä kuten kiintolevyissä. Toisaalta hyvin kookkaita ja voimakkaita magneetteja tarvitaan esimerkiksi hiukkasfysiikassa hiukkaskiihdyttimissä ja lääketieteessä magneettikuvauksissa. Voimakkaita magneetteja tarvitaan myös fuusioreaktoreissa plasman ohjailuun. Yksi fuusioreaktoreiden suurimmista haasteista onkin onnistua luomaan oikeanlainen magneettikenttä reaktorin sisälle.
Termodynamiikka
Termodynamiikka eli lämpöoppi tarkastelee lämpöenergiaan ja lämpötilaan liittyviä luonnonilmiöitä sekä mekaanisen energian suhdetta näihin. Aineen ominaisuuksia, erityisesti nesteiden ja kaasujen, kuvataan makroskooppisilla tilanmuuttujilla. Näitä niin sanottuja tilasuureita ovat lämpötila, paine, tilavuus ja sisäenergia. Tilasuureet määritellään riippumattomiksi aineen rakenteesta, joten termodynamiikka on hyvin yleispätevä fysiikan haara. Termodynamiikka tutkii erityisesti lämpöä, energiaa, lämpötilaa ja työtä. Lämpöopin hallitseminen on tärkeässä roolissa yhteiskunnassa. Eri energiantuotantotavat pohjautuvat läheisesti termodynamiikkaan. Lämmön siirtyminen on tärkeä osa termodynamiikkaa. Monet laitteet perustuvat lämmönsiirtymiseen. Lämmönsiirtymistä käytetään hyväksi muun muassa ydinvoimaloiden lauhduttimissa ja kaukolämpövoimaloissa. Yhdessä ydinfysiikan ja sähkömagnetismin kanssa alat luovat maapallon energiatalouden selkärangan.
Termodynamiikka on hyödyllinen apuväline myös muissa tieteissä. Termodynamiikan avulla voidaan selventää maantieteessä Maan litosfäärilaattojen liikkeet ja vastaavasti taas meteorologiassa tuulen synty. Sairaaloissa hyödynnetään eri instrumenttien desinfioinnissa paineen ja lämpötilan suhdetta. Suurentamalla painetta saadaan veden kiehumispistettä nostettua ja näin saadaan mahdolliset taudin aiheuttajat tuhottua. Eri tieteen alojen lisäksi lämpöoppi on hyödyllinen apuväline arkipäiväisten ilmiöiden selittämisessä.
Lämpöopin tärkeimpiin teorioihin kuuluu niin sanottu kineettinen kaasuteoria. Teoria perustuu matemaattiseen malliin kaasusta, ideaalikaasuun. Ideaalikaasun avulla voidaan havainnollistaa kaasujen käyttäytymistä tilavuuden, lämpötilan ja paineen muutoksissa. Toinen termodynamiikan ilmiöitä selittävä fysiikan ala on statistinen mekaniikka.
Yhdeksi merkittäväksi tutkimuskohteeksi on noussut myös hyvin alhaisten lämpötilojen tutkiminen. Niillä on oma merkityksensä esimerkiksi suprajohteiden tutkimuksessa. Espoossa sijaitsevan Teknillisen korkeakoulun Kylmälaboratoriossa tehtiin vuonna 2000 kylmyysennätys, kun lämpötila saatiin pudotettua vain 0,000 000 000 1 kelvinin (100 pK) päähän absoluuttisesta nollapisteestä.
Optiikka
Perinteisesti valon taittumista hyödynnetään linsseissä, joihin perustuu muun muassa mikroskooppien, silmälasien, kaukoputkien toiminta. Uudemmista sovellutuksista optiset kuidut ovat esimerkki valon kokonaisheijastumisen hyötykäytöstä. Optiset kuidut ovat uusimpia tärkeimmistä optiikan sovellutuksista; valokaapeleita käytetään hyvin paljon tiedonsiirrossa. Optiikan tutkimus on mahdollistanut entistä tarkemman solubiologian tutkimuksen ja lääketieteen harjoittamisen.
Akustiikka
Akustiikka eli äänioppi on äänen etenemiseen, tuottamiseen ja havaitsemiseen keskittynyt fysiikan ala. Ääni ja valo voidaan molemmat kuvata aaltoliikkeenä. Kuten valo, ääni voi heijastua ja taittua rajapinnoista. Toisin kuin valo, ääni tarvitsee kuitenkin edetäkseen väliaineen, sillä se on atomien ja molekyylien mekaanista liikettä.
Akustiikan oppeja käytetään tilojen äänimaailman suunnittelussa. Suurten teatteri- ja oopperanäyttämöiden suunnittelussa akustiikalla on suuri merkitys, jotta näytöksen kaikki katselijat kuulisivat äänen hyvin riippumatta istumapaikasta. Suurten tilojen ongelmana on yleensä myös kaiku eli äänen heijastuminen. Kaikua voidaan vähentää erilaisten äänienergiaa imevien materiaalien avulla.
Akustiikalla on merkitys myös kuulovaurioiden ehkäisemisessä ja melutason mittaamisessa. Akustiikan mukaan melu on ääntä, joka on haitallista, häiritsevää tai vahingollista. Akustiikka sovelletaan myös lääketieteessä sekä rakennusvirheiden tutkimiseen. Etenkin lääketieteessä ääntä pyritään käyttämään mahdollisimman paljon, ja ionisoivan säteilyn käyttöä on pystytty vähentämään ultraäänen avulla. Ultraääntä hyödynnetään esimerkiksi sikiötutkimuksissa, nivelvaurioiden hoidossa, hammaskiven poistossa ja instrumenttien puhdistuksessa.
Suhteellisuusteoria
pienoiskuva|Vuoden 1919 auringonpimennyksessä tehtiin yksi ensimmäisistä yleistä suhteellisuusteoriaa testaavia kokeita. Suppea ja yleinen suhteellisuusteoria kuvaavat toistensa suhteen suurella nopeudella liikkuvien koordinaatistojen (havainnoitsijoiden) välisten havaintojen suhdetta, esimerkiksi samanaikaisuuden käsitettä. Yleinen suhteellisuusteoria myös selittää painovoiman avaruuden geometriseksi ominaisuudeksi. Suhteellisuusteoria poikkeaa klassisesta mekaniikasta hyvin paljon. Suhteellisuusteorioiden mukaan aika sekä avaruus ovat suhteellisia ja riippuvat nopeuksista. Toisin kuin klassisessa mekaniikassa, suhteellisuusteorioiden mukaan mikään koordinaatisto ei ole erityisasemassa toisiin nähden.
Suhteellisuusteoria syntyi sähkömagnetismin pohjalta. James Maxwellin töiden pohjalta huomattiin ristiriita klassisen suhteellisuusperiaatteen ja Maxwellin yhtälöiden välillä. Newtonin liikeyhtälöt noudattavat Galilei-invarianssia. Galilei-invarianssissa tasaisessa liikkeessä olevan kappaleen ja levossa olevan kappaleen aika käy samaa aikaa. Hendrik Lorentz korjasi Galilei-invarianssia siten, että aika käy eri tavalla liikkeessä olevan ja levossa olevan kappaleen välillä. Tämä tunnetaan Lorentz-muunnoksena. Suhteellisuusteoria nojautuu juuri Lorentz-muunnokseen.
Erikoisen suhteellisuusteorian mukaan liikkeessä olevan kappaleen aika käy hitaammin kuin levossa olevan. Tämä tunnetaan aikadilaationa. Levossa olevan ja liikkeessä olevan kappaleen välinen aikaero on laskettavissa Lorentz-muunnosta apuna käyttäen. Vastaavanlainen ilmiö on havaittavissa pituuden suhteen. Pituus pienenee suurissa nopeuksissa. Pituus pienenee vain siinä suunnassa johon liikekin suuntautuu. Pituuden pieneneminen tunnetaan pituuskontraktiona. Nämä erot ovat lähes olemattomia normaaleissa nopeuksissa, joten normaalissa elämässä ilmiöitä ei voi havaita.
Siinä missä erikoinen suhteellisuusteoria on ristiriidassa Newtonin liikelakien kanssa on yleinen suhteellisuusteoria ristiriidassa kvanttimekaniikan kanssa.
Kvanttimekaniikka
Kvanttimekaniikka laajentaa klassisen fysiikan kuvausta hiukkasten ja kenttien välisestä vuorovaikutuksesta eli alueelle, jossa klassinen mekaniikka ei enää päde. Tärkeitä ominaisuuksia kvanttimekaniikassa ovat hiukkasten aallon-omaiset interferenssi-ilmiöt, vastaavasti kenttien hiukkastyyppiset ominaisuudet kuten kvantittuminen, ja samantyyppisten hiukkasten tai aaltojen lomittuminen. Näitä ominaisuuksia tavataan yleensä erityisesti alkeishiukkasilta, mutta myös hiukkasten ryhmittymät voivat käyttäytyä kvanttimekaanisesti yhtenä kollektiivisena joukkona.
Kvanttimekaniikka syntyi Max Bornin ja hänen työryhmänsä tutkimustuloksena, kun he yrittivät löytää syytä elektronin epäjohdonmukaiselle käyttäytymiselle. Kvanttimekaniikalle on tyypillistä indeterminismi eli tarkkojen ennustusten mahdottomuus; fysikaalisten suureiden tarkkojen arvojen sijasta täytyy puhua niiden todennäköisyysjakaumasta. Koko kvanttimekaniikkaa kuvaa erityisen hyvin Heisenbergin epätarkkuusperiaate, jonka mukaan kahta komplementaarista ominaisuutta (kuten paikka ja liikemäärä) ei voida yhtä aikaa mitata äärettömän tarkasti – toisen tarkka tuntemus väistämättä johtaa toisen epämääräisyyteen.
Atomin todellisen rakenteen kuvauksen pohjana käytetään kvanttimekaniikkaa. Kvanttimekaanisen atomimallin, jossa elektroneja käsitellään aaltoina eikä hiukkasina, avulla kuvataan muun muassa elektronien järjestäytyminen atomin orbitaaleille. Kvanttimekaniikka ennustaa myös niin sanotun antimaterian olemassaolon. Tämä on suora seuraus Diracin yhtälöstä. Tämä on kokeellisesti todistettu oikeaksi päätelmäksi. Kvanttimekaniikka on onnistunut selittämään kaikki muut luonnon perusvuorovaikutukset paitsi gravitaation.
Kvanttimekaniikka ja suhteellisuusteoria voivat kuulostaa järjen vastaisilta. Kvanttimekaniikka ennustaa monia asioita, joita voidaan pitää täysin järjettöminä. Esimerkiksi kvanttisuperpositio on tällainen. Kun on kysymys kappaleista, joiden energiat ovat niin suuria, että niiden rinnalla Planckin vakio voidaan pyöristää nollaksi, kvanttimekaniikka johtaa kuitenkin samoihin tuloksiin kuin klassinen fysiikka. Samaan tapaan suhteellisuusteoria johtaa klassisen fysiikan kanssa yhtäpitäviin tuloksiin silloin, kun kaikki nopeudet ovat paljon valonnopeutta pienempiä.
Hiukkasfysiikka
pienoiskuva|Taiteilijan näkemys [[heliumatomin rakenteesta.]] Hiukkasfysiikka tutkii aineen perimmäistä rakennetta eli alkeishiukkasia. Hiukkasfysiikan tutkimuksissa käytetään suuria hiukkaskiihdyttimiä, joiden avulla törmäytetään suurella nopeudella kulkevia hiukkasia toisiinsa. Törmäyksissä syntyy uusia hiukkasia, joiden perusteella pyritään todentamaan vallalla olevia teorioita aineen rakenteesta. Hiukkasfysiikkaa kutsutaan usein myös nimellä suurenergiafysiikka johtuen tutkittavien hiukkasten suuresta energiasta.
Hiukkasfysiikka ja kosmologia pyrkivät etsimään vastauksia perustavanlaatuisiin kysymyksiin: mitä maailmankaikkeuden syntyhetkellä tapahtui, miten aine on syntynyt, ja miten aine käyttäytyy suurissa lämpötiloissa ja tiheyksissä (esimerkkinä alkuräjähdys ja mustat aukot)?
Teoreettisesti hiukkasfysiikka nojautuu kvanttimekaniikkaan ja suppeaan suhteellisuusteoriaan. Hiukkasfysiikan pohjana on 1970-luvulla kehitetty niin sanottu standardimalli, jonka tarkoituksena on kuvata aineen vuorovaikutuksia rakennetta. Standardimallilla on tiettyjä heikkouksia, joista johtuen teoreetikot yrittävät edelleen löytää parempaa teoriaa. Standardimalli sisältää kuitenkin kaikki muut vuorovaikutukset paitsi gravitaation. CERNin uuden Large Hadron Colliderin toivotaan tuovan vastauksen muun muassa siihen, onko oletettua hiukkasten massan selittävää Higgsin bosonia olemassa.
Säieteorioista toivotaan modernin fysiikan uutta aineen rakenteen teoriaa. Sen mukaan hiukkaset koostuvat pienen pienistä värähtelevistä energiakuiduista, säikeistä. Säieteoriat ovat ehdokkaita niin sanotuksi suureksi yhtenäisteoriaksi, joka yhdistäisi kaikki vuorovaikutukset. Teoriat ovat kuitenkin hyvin kiistanalaisia, sillä sitä on vaikea osoittaa oikeaksi tai vääräksi nykyisillä mittausmenetelmillä.
Ydinfysiikka
Ydinfysiikka tutkii atomin ydintä ja ytimien hajoamista. Ydinfysiikassa, kuten hiukkasfysiikassa, ydintä tutkitaan hiukkaskiihdyttimien avulla. Ydinfysiikassa käytetyt kiihdyttimet ovat useimmiten paljon pienempiä. Keskeisiä tutkimuskohteita ydinfysiikassa on radioaktiivisuus.
Ydinfysiikka on yksi käytännön elämän tärkeimmistä fysiikan haaroista. Ydinfysiikan tutkimukset mullistivat koko energiatalouden ja energiantuotannon; energiaa pystyttiin tuottamaan fission avulla aiempaa enemmän. Ennen ydinfysiikan valjastamista yhteiskunnalliseen, rauhanomaiseen, käyttöön sitä hyödynnettiin sotatoimissa. Ensimmäinen sotilaskäytössä ollut atomipommi pudotettiin 6. elokuuta 1945 Hiroshimaan ja kolmea päivää myöhemmin Nagasakiin. Ydinfysiikalla on kuitenkin paljon rauhanomaisia sovellutuksia lääketieteessä ja muilla aloilla.
Ydinfysiikan odotetaan mullistavan uudelleen energiateollisuuden, kun ensimmäiset hallitut fuusioreaktorit saadaan kaupalliseen käyttöön. Nykyisessä fissioreaktiossa tuotetaan energiaa ketjureaktion avulla, jossa raskaita atomin ytimiä halkaistaan pienemmiksi. Fuusion voidaan ajatella olevan täysin päinvastainen reaktio, sillä reaktiossa yhdistetään kaksi kevyttä atomin ydintä yhteen. Fuusio tullaan toteuttamaan vedyn ja vedyn isotooppien avulla. Toistaiseksi ongelmana on saada fuusioreaktio tuottamaan energiaa enemmän kuin se kuluttaa. Kaupallisia fuusioreaktoreita ei odoteta ennen vuotta 2050, mutta fossiilisten polttoaineiden väheneminen saattaa nopeuttaa fuusioreaktoreiden kehitystyötä.
Atomifysiikka
Molekyylifysiikka tutkii molekyylien ja atomien välisten sidosten fysikaalisia ominaisuuksia. Molekyylifysiikka on luonut käsitteen molekyyliorbitaaleista, joka kuvaa atomien orbitaalien yhdistymistä ja kertoo kovalenttisten sidosten syntytavan.
Tiiviin aineen fysiikka
pienoiskuva|vasen|[[Meissnerin ilmiötä havainnollistaen magneetti levitoi korkeanlämpötilan suprajohteen yläpuolella. Suprajohteen alla on höyrystyvää nestemäistä typpeä.]]
Tiiviin aineen fysiikka tai kondensoituneen aineen fysiikka tutkii aineen makroskooppisia ilmiöitä aineen rakenneosasten tiivistyttyä yhteen olomuotoon. Aiemmin fysiikan haara tunnettiin nimellä kiinteän olomuodon fysiikka, mutta nimitys tiiviin aineen fysiikasta vakiintui, kun huomattiin vastaavanlaisten ilmiöiden tapahtuvan myös nesteillä. Tiiviin aineen fysiikka on fysiikan alan suurin tutkimusalue. Kvanttimekaniikka on tiiviin aineen fysiikan teoreettinen työkalu.
Olennaisena osana tiiviin aineen fysiikkaa on hyvin matalissa lämpötiloissa havaitut ilmiöt, kuten suprajohtavuus, supranesteytyminen ja Bosen–Einsteinin kondensaatti. Suurin osa alan teorioista liittyy johtavuuteen ja magnetismiin. Tiiviin aineen fysiikan tutkimuksen tuloksia sovelletaan materiaalifysiikassa ja nanoteknologian, tekniikan ja kemian tutkimuksessa.
Ehkä tärkeimpiä keksintöjä tiiviin aineen fysiikan alalla on vuonna 1948 keksitty transistori. Transistori on vaikuttanut merkittävästi kaikkiin elektronisiin laitteisiin. Esimerkiksi tietokoneen nykyisen kaltainen toiminta olisi mahdotonta ilman transistoria. Suuren magnetoresistanssi-ilmiön löytäminen 40 vuotta myöhemmin, vuonna 1988, mahdollisti puolestaan nykyisen kovalevytekniikan. Merkittävä löytö oli myös intialaisen Satyendra Nath Bosen ja Albert Einsteinin ennustama Bosen-Einsteinin kondensaatti.
Kvanttimekaniikan kehittyminen 1920-luvun lopussa on auttanut merkittävästi koko tiiviin aineen fysiikan kehittymisessä. Monien ilmiöiden selittäminen ilman kvanttimekaniikka ei olisi mahdollista.
Astrofysiikka
pienoiskuva|Kuvassa [[Orionin sumu]]
Astrofysiikka eli avaruusfysiikka on tähtitieteen haara, joka tutkii avaruuden ilmiöitä, joita on mahdollista kuvata ainakin matemaattisesti. Tutkimustyö kohdistuu eniten tähtiin sekä galakseihin ja niiden fysikaalisiin ilmiöihin. Tämän takia tutkimuksissa hyödyllinen fysiikan ala on plasmafysiikka. Astrofysiikka on olennainen osa maailmankaikkeuden tutkimista ja sen tutkimustulokset ovat hyvin tärkeitä monille muille fysiikan ja tähtitieteen haaroille. Olennainen osa avaruusfysiikan tutkimuksesta kohdistuu Aurinkoon ja sen aiheuttamiin ilmiöihin Maassa ja lähiavaruudessa. Suomessa avaruusfysiikkaa tutkiva laitos on Ilmatieteen laitos.
Astrofysiikan tutkimuksen tärkeimpiin teorioihin kuuluu yleinen suhteellisuusteoria, jonka avulla on ennustettu useita ilmiöitä ja joka selittää uusia aiemmin mahdottomiksi luultuja ilmiöitä. Ilmiöistä saadaan tietoa ensisijaisesti satelliittien, avaruusteleskooppien sekä suurten maanpäällisten kaukoputkien avulla. Vuonna 2008 laukaistun Planck-satelliitin odotetaan antavan paljon hyödyllistä tietoa maailmankaikkeuden alkuajoista mittaamalla mikroaaltotaustasäteilyä. Suomessa satelliitin tekniikkaan panostettiin 10 miljoonaa euroa.
Fysiikan käsitys todellisuudesta
Fysikaalisella todellisuuskäsityksellä tarkoittaa tässä fysiikan tämänhetkisiin tuloksiin perustuvaa kokonaiskäsitystä todellisuudesta ja sen rakenteesta. Havaittu kaikkeus muodostuu sisäkkäisistä rakenteista, jotka vuorovaikuttavat keskenään neljällä perusvuorovaikutuksella. Tyypillistä on jakaa hahmotettavat asiat ja ilmiöt makroskooppisiin eli silmin havaittaviin ja mikroskooppisiin eli hyvin pieniin, joita ei voida havaita silmin. Näiden väliin jäävää aluetta kutsutaan mesoskooppiseksi. Makroskooppiset ilmiöt voidaan useimmiten perustella mikroskooppisten ilmiöiden pohjalta. Esimerkiksi lämpötilan nousu johtuu rakenneosasten lämpöliikkeen nopeutumisesta.