Fysik – från kvantpartiklar till världsalltet
Hur skapas galaxer, stjärnor och planeter i vårt gigantiska universum? Och vilka krafter i den kvantfysiska världen påverkar materiens minsta beståndsdelar? Våra forskare bidrar här med pusselbitar och deltar bland annat även i jakten på kunskap om mörk materia och nya grundämnen samt i utvecklingsarbetet på MAX IV-laboratoriet.
Vintergatans stjärnor och planeter
Inom astrofysiken undersöker våra forskare hur galaxer och stjärnor bildas och utvecklas. Särskilt fokus har under lång tid funnits på vår egen galax, Vintergatan. Syftet är att förstå Vintergatan ur en evolutionär, kemisk och dynamisk synvinkel.
En revolutionerande kartläggning med hjälp av satelliten Gaia och avancerade rymdteleskop på marken ger ett ständigt flöde av nya data om Vintergatans miljontals stjärnor. Den internationella storsatsningen på Gaia startades ursprungligen av en Lundaastronom, och våra forskare är fortfarande djupt involverade i detta rymduppdrag.
Det pågår bland våra astrofysiker även forskning kring vilka processer som ger upphov till att planeter bildas. Hur gick det konkret till när exempelvis vår egen planet formades av från början väldigt små dammpartiklar och gruskorn som svävade omkring i rymden? Även avlägsna exoplaneter, alltså planeter utanför vårt solsystem, är föremål för forskarnas intresse.
Standardmodell, elementarpartiklar och atomkärnor
Inom partikelfysiken letar våra forskare svar på frågor om materiens minsta beståndsdelar och vilka krafter som påverkar dem. Bland annat söker man en mer komplett förståelse bortom den så kallade standardmodellen, vilken trots sin noggrannhet inte räcker för att förklara de grundläggande principer som styr uppbyggnaden av vår värld. Våra partikelfysiker försöker exempelvis också förstå vad universums mörka materia är.
Och inom kärnfysiken ligger fokus på atomkärnornas stabilitet och struktur. Här har vår forskning även bidragit i jakten på nya grundämnen. Arbetet inom både partikelfysik och kärnfysik görs genom experimentella studier samt utveckling av matematiska teorier och modeller. En stor del av experimenten inom kärn- och partikelfysik genomförs vid internationella forskningsanläggningar som exempelvis CERN.
Från synkrotronljus till matematisk fysik
Ett annat forskningsområde är synkrotronljusfysiken. Här undersöker våra forskare elektroniska och strukturella egenskaper hos ytor och gränsskikt. Syftet är att förstå de processer som styr sambandet mellan atomernas geometriska position och de elektroniska egenskaperna hos mikro-, nano- och kvantstrukturer.
Forskarna studerar här också mesoskopiska system, det vill säga gränslandet mellan vår makroskopiska värld och atomernas mikrokosmos som präglas av kvantmekanikens lagar. Forskningen har nära anknytning till tillämpade problem inom exempelvis halvledarstrukturer, katalytiska material och artificiella materialkomponenter samt har även nära koppling till MAX IV-laboratoriet.
Ytterligare ett forskningsområde är inom matematisk fysik. Här arbetar våra forskare främst inom kvantmekaniken. Forskningen innefattar teoretisk kärnstrukturfysik, nanometerfysik, tidsberoende och icke-jämviktsfenomen, kvantinformation, atomteori och materialmodellering.