X射线的发现是人类历史上影响最大的事件之一，同其前驱阴极射线的发现一样，都是无心插柳柳成荫的佳话。伦琴为了将阴极射线引出玻璃管外进行研究，用了较高的放电电压且是在黑暗的实验室内进行研究，无意间发现了X射线。伦琴因X射线的发现于1901年获得了第一届诺贝尔物理学奖。X射线为人类带来数不尽的发现和福祉。

X射线自1895年被发现以来，为科学研究提供了丰富多样的探测和分析手段。随着以同步辐射为代表的先进X射线光源的出现，X射线实验方法不断发展，已经成为推动前沿基础和应用科学研究突破的重要实验手段。文章从X射线与物质的相互作用出发，简要阐述X射线实验方法如何探测不同的物理研究对象，如局域结构、晶体结构、纳米尺度结构、表面界面结构、电子结构、自旋结构等。最后展望更先进的X射线光源为科学研究带来的机遇。

60年前，里卡多·贾科尼团队用探空火箭首次探测到了来自太阳系以外的X射线辐射，从此打开了人类探索宇宙的一个全新的窗口。与我们所熟悉的可见光天空不同，在“看不见”的X射线宇宙，明亮的发光天体涵盖了黑洞、中子星、白矮星等致密天体，星系团和星系中弥漫的大量不可见的高温气体，以及各种剧烈的灾变事件。它们代表着宇宙中最为奇特的天体和极端的物理条件，如极强引力场、极强磁场和极高温。文章重点介绍最有代表性的X射线源，包括中子星和黑洞X射线双星、超大质量黑洞和活动星系核、星系团，以及伽马暴、超新星和潮汐瓦解恒星事件等爆发天体。

X射线影像设备广泛应用于医疗健康、工业无损探测等领域。当X射线穿过不同密度和厚度的人体组织或者工件时，X射线被吸收的程度不同，人们通过X射线强度的变化及分布情况可以诊断一些肉眼不可见的疾病或者检测工件内部各种宏观或微观缺陷的性质、大小及分布。近年来，如何设计空间分辨率更高、X射线使用剂量更低、成本更低的X射线影像设备是各大X射线影像设备公司以及本领域科研人员的研究目标。文章主要从X射线探测器的结构和材料角度出发，回顾了X射线探测器的发展，讨论了不同探测材料对于X射线的吸收以及探测性能，最后展望了X射线探测器的未来发展方向。

最新的缪子反常磁矩实验测量结果与标准模型理论预言偏离4.2σ，提供了新物理存在的重要证据。然而要确认新物理的存在，实验和理论还需要进一步提高精度。运行在量子色动力学微扰与非微扰过渡能区的北京谱仪实验能够约束缪子反常磁矩理论计算中最重要的误差来源——强相互作用的修正。文章介绍了缪子反常磁矩的实验与理论现状，特别是北京谱仪实验上相关的研究成果，并展望了未来缪子反常磁矩的实验测量与理论计算。

强激光与多体系统相互作用可以诱导非平衡态的新奇物理现象，例如光致超导、光致亚稳态、光激发相干声子模式和光致拓扑缺陷的产生等。激光脉冲泵浦激发固体材料中的电子提供了一种通过非热诱导产生新颖量子态的手段，可以在飞秒至皮秒级的时间尺度上操控材料的宏观属性。