Probleme nerezolvate în fizică

Jet relativist. Mediul din jurul unui nucleu galactic activ unde plasma relativistă este colimată în jeturi care scapă de-a lungul polului supermasivei găuri negre.

Următoarea este o listă incompletă de problemele nerezolvate în fizică. Unele dintre aceste probleme sunt teoretice, ceea ce înseamnă că teoriile existente par a fi incapabile să explice un fenomen observat sau rezultate experimentale. Altele sunt experimentale, ceea ce înseamnă că există o dificultate în crearea unui experiment pentru a testa o teorie propusă sau a investiga un fenomen mai în detaliu.

Jeturile discurilor de acumulare. De ce discurile de acumulare din jurul anumitor obiecte astronomice, cum ar fi nucleele de galaxii active, emit jeturi de radiaţii de-a lungul axelor lor polare?
Solide amorfe. Care este natura tranziției între un solid lichid sau obişnuit și o fază sticloasă? Care sunt principiile fizicii microscopice care dau naștere la proprietățile generale ale sticlelor?
Energia de fuziune. Este posibil să se construiască un reactor nuclear practic, care să fie alimentat prin fuziune nucleară mai degrabă decât fisiunea nucleară?
Problema rotației galaxiei. De ce se rotesc galaxiile, la viteze incompatibile cu masa lor aparentă?
Stele emiţătoare de radiaţii gamma. Care este natura acestor obiecte astronomice extraordinar de energetice?
Undele gravitaționale. Este posibil să se construiască un dispozitiv pentru a detecta undele gravitaționale emise de, de exemplu, o pereche de stele neutronice care pierd energie? Un astfel de dispozitiv ar putea fi de nepreţuit pentru astronomia observațională.
Paradoxul GZK. De ce unele radiaţii cosmice par să posede energii care sunt imposibil de mari, având în vedere că nu există suficiente surse energetice de radiaţii cosmice în apropierea Pământului, iar radiaţiile cosmice emise de surse îndepărtate ar fi fost absorbite de către radiațiile cosmice de fond?
Temperatură înaltă la supraconductori. De ce anumite materiale prezintă supraconductibilitate la temperaturi mult mai mari de 20 grade K?
Monopoli magnetici. Există particule care transportă „încărcătură magnetică”, și dacă da, de ce sunt ele atat de greu de detectat?
Cromodinamica cuantică ( QCD ), în regim non-perturbativ. Ecuațiile QCD rămân nesoluționate la scări de energie relevante pentru a descrie nucleele atomice. Cum conduce QCD la fizica nucleelor și a componentelor nucleare?
Calculatoarelor cuantice. Este posibil să se construiască un calculator practic care să efectueze calcule pe qubiti (biți cuantici)?
Gravitația cuantică. Cum poate teoria mecanicii cuantice să fuzioneze cu teoria relativității generale? Înțelegerea noastră actuală privind forța gravitațională rămâne corectă la scări microscopice?
Mecanica cuantică în limita corespondență. Există o interpretare preferată a mecanicii cuantice ? Cum dă naştere descrierea cuantică a realității, care include elemente cum ar fi suprapunerea de stări și colapsul ondulatoriu, la realitatea pe care o percepem ?
Spintronica. Este posibil să se construiască un dispozitiv electronic practic care să opereze pe spinul electronului, mai degrabă decât pe sarcina sa ?
Parametrii Modelului Standard. Ce dă naștere la Modelul Standard în fizica particulelor? De ce masele particulelor sale și constante de cuplare posedă valorile pe care le-am măsurat? Pare bosonul Higgs prezis de model există cu adevărat ?
Supersimetria. Este supersimetria o simetrie a naturii? Dacă da, cum este supersimetria distrusă, și de ce?
Teoria tuturor (Theory of Everything). Există, cum se referă la tot, și cum ne afectează?
Călătoria în timp. Este posibilă?
Turbulencţa. Este posibil să se facă un model teoretic pentru a descrie comportamentul unui lichid turbulent (în special, structurile sale interne )?
Care este scopul existenţei noastre?