Gli esperimenti di fisica sono usati per osservare i fenomeni fisici in situazioni controllate al fine di discernere informazioni sul funzionamento dell’universo. Alcuni esperimenti di fisica sono stati condotti molte volte e vengono utilizzati per scopi didattici, mentre altri vengono condotti per la prima volta e cercano di scoprire maggiori informazioni sulla natura dell’universo. Gran parte della fisica moderna si occupa solo di equazioni matematiche non verificabili, ma il campo della fisica sperimentale è parte integrante del vasto campo della fisica.
Gli studenti di fisica della prima scuola superiore in tutte le fasi della loro istruzione conducono regolarmente esperimenti di fisica. Al liceo, gli esperimenti di solito servono a dimostrare e dimostrare agli studenti semplici principi fisici. In genere si occupano di argomenti generali come la gravità o il movimento rotatorio. Altri argomenti comunemente affrontati sono l’elettricità e il movimento dei fluidi.
Al college, la maggior parte dei corsi di fisica in classe sono associati a laboratori di fisica. In tali corsi di laboratorio, gli studenti conducono una vasta gamma di esperimenti di fisica che corrispondono agli argomenti appresi in classe. In generale, questi argomenti sono più avanzati di quelli insegnati nei corsi delle scuole superiori. Gli esperimenti sono di conseguenza più rigorosi e più avanzati. Coprono argomenti simili a quelli insegnati al liceo, ma sono molto più approfonditi.
I fisici teorizzano e lavorano per creare un modello matematico dell’universo da molto tempo. Le spiegazioni matematiche proposte per i fenomeni fisici tendono ad essere decenni avanti rispetto alle capacità degli scienziati di verificarle sperimentalmente. Ad esempio, Einstein sviluppò le sue teorie della relatività speciale e della relatività generale rispettivamente nel 1906 e nel 1916. Sebbene parti di queste teorie siano state verificate sperimentalmente, ci sono ancora aspetti di esse che esistono solo sotto forma di equazioni matematiche.
Sta diventando sempre più costoso condurre esperimenti di fisica efficaci poiché i soggetti di studio tendono ad essere incredibilmente piccoli o incredibilmente massicci. Ad esempio, il Large Hadron Collider è stato costruito per dimostrare l’esistenza della particella di Higgs-Boson facendo scontrare altre particelle incredibilmente piccole ed esaminando i risultati della collisione. Il costo del collisore, prima ancora di considerare l’enorme quantità di energia necessaria per farlo funzionare, è di miliardi di dollari USA.
Il Large Hadron Collider, nonostante il suo costo, è un eccellente esempio di cosa sia esattamente un esperimento di fisica. Il suo scopo è far collidere le particelle e osservare cosa risulta dalla collisione. Lo fa in condizioni molto controllate: l’intero apparato viene mantenuto a una temperatura specifica e le particelle vengono accelerate a velocità molto specifiche. Come in altri esperimenti scientifici, il Large Hadron Collider consente agli scienziati di osservare un fenomeno naturale in circostanze controllate. Possono trarre le proprie conclusioni da ciò che osservano.