Fysik är vetenskapen där man studerar materiens beståndsdelar på en grundläggande nivå samt de krafter som påverkar dem. Här studerar vi naturens allra minsta beståndsdelar men också universums utveckling och struktur.
Vid Fysikum bedrivs forskning i såväl teoretisk som experimentell fysik. Forskningen är organiserad i sju forskningsämnen. Inom dessa ämnen bedrivs forskningen oftast i projektform, ibland i samarbete mellan flera forskningsämnen vid Fysikum och ofta också i samarbete med forskargrupper vid andra lärosäten och forskningsinstitut.
Teoretisk fysik
I fysik har teoretiska metoder lett till förvånande och oöverträffade framsteg: Maxwells elektrodynamik, Einsteins gravitationsteori, kvantmekaniken, kvantelektrodynamiken och Standardmodellen för partikelfysik med Higgspartikeln är alla exempel på att experimentella data ibland kan leda till lyckosamma teoretiska extrapolationer med långt större räckvidd och precision än man har rätt att vänta.
Ofta handlar teoretisk fysik om att använda de teoretiska metoderna för att förutsäga resultat av experiment och observationer eller att tolka resultaten. Omfattande beräkningar kan behövas.
Teoretisk fysik handlar ibland också om målsättningar bortom att mäta kända storheter. Det kan innebära att utveckla nya begrepp och perspektiv, som kan användas till att förklara nya fenomen eller kasta nytt ljus över gamla mysterier. En del av paradexemplen ovan förändrade därigenom vår världsbild.
I praktiken spänner teoretiska metoder ofta över ett vidare område än ett enskilt forskningsämne. Det är ofta fruktbart för teoretiker att se paralleller och kommunicera mellan snäva ämnesgränser. Ett känt exempel är hur idéer har överförts fram och tillbaka mellan kondenserade materiens teori och teoretisk partikelfysik och berikat båda områdena.
Experimentell fysik
I början av 1900-talet trodde man att en atom bestod av elektoner som sitter i ett “hav” av positiva laddningar. Rutherford visade att den positiva laddningen faktiskt är koncentrerad i en liten kärna. I och med detta experiment öppnades ett helt nytt område i fysik - kärnfysik.
Kvantfysik innehåller en massa galna idéer om hur partiklar i rörelse bör bete sig som vågor. Experiment visade att protonstrålar kan spridas som vatten- och ljusvågor. Vi måste acceptera att naturen är liten galen. Utan att förstå kvantfysik kan vi inte utveckla dagens teknologi.
I experimentell fysik designar man och utför experiment, analyserar data, tolkar samt presenterar resultaten.
