Les expériences de physique sont utilisées pour observer des phénomènes physiques dans des situations contrôlées afin de discerner des informations sur le fonctionnement de l’univers. Certaines expériences de physique ont été menées à plusieurs reprises et sont utilisées à des fins éducatives, tandis que d’autres sont menées pour la première fois et cherchent à découvrir plus d’informations sur la nature de l’univers. Une grande partie de la physique moderne ne concerne que les équations mathématiques invérifiables, mais le domaine de la physique expérimentale fait partie intégrante du vaste domaine de la physique.
Les étudiants en physique du début du secondaire à toutes les étapes de leurs études mènent régulièrement des expériences de physique. Au lycée, les expériences servent généralement à démontrer et à prouver aux élèves des principes physiques simples. Ils sont généralement concernés par des sujets généraux tels que la gravité ou le mouvement de rotation. D’autres sujets couramment abordés sont l’électricité et le mouvement des fluides.
Au collège, la plupart des cours de physique en classe sont couplés à des laboratoires de physique. Dans ces cours en laboratoire, les étudiants réalisent un large éventail d’expériences de physique qui correspondent aux sujets appris en classe. De manière générale, ces sujets sont plus avancés que ceux enseignés dans les cours du secondaire. Les expérimentations sont d’autant plus rigoureuses et plus avancées. Ils couvrent des sujets similaires à ceux enseignés au lycée, mais ils ont beaucoup plus de profondeur.
Les physiciens ont théorisé et travaillé pour créer un modèle mathématique de l’univers depuis très longtemps. Les explications mathématiques proposées pour les phénomènes physiques ont tendance à avoir des décennies d’avance sur les capacités des scientifiques à les vérifier expérimentalement. Par exemple, Einstein a développé ses théories de la relativité restreinte et de la relativité générale en 1906 et 1916, respectivement. Bien que certaines parties de ces théories aient été vérifiées expérimentalement, il en existe encore des aspects qui n’existent que sous la forme d’équations mathématiques.
Il devient de plus en plus coûteux de mener des expériences de physique efficaces, car les sujets d’étude ont tendance à être incroyablement petits ou incroyablement massifs. Par exemple, le Grand collisionneur de hadrons a été construit pour prouver l’existence de la particule du boson de Higgs en entrant en collision avec d’autres particules incroyablement petites et en examinant les résultats de la collision. Le coût du collisionneur, avant même de considérer la quantité massive d’énergie nécessaire à son fonctionnement, se chiffre en milliards de dollars américains.
Le Grand collisionneur de hadrons, malgré son coût, est un excellent exemple de ce qu’est exactement une expérience de physique. Son but est de faire entrer en collision des particules et d’observer ce qui résulte de la collision. Il le fait dans des conditions très contrôlées – l’ensemble de l’appareil est maintenu à une température spécifique et les particules sont accélérées à des vitesses très spécifiques. Comme dans d’autres expériences scientifiques, le Large Hadron Collider permet aux scientifiques d’observer un phénomène naturel dans des circonstances contrôlées. Ils peuvent tirer leurs propres conclusions de ce qu’ils observent.