Modern fysik SH1009, VT2013.
Modern fysik: relativitetsteori och kvantfysik. Här ingår atomfysik, molekylfysik, kvantmekanik,
statistisk fysik, halvledare, lasrar, supraledare, kärnfysik, reaktorfysik, partikelfysik,
astropartikelfysik och kosmologi. Kursen täcker inte alla områden utan vissa behandlas bara mycket
översiktligt.
Varför modern fysik?
När egenskaper hos bl.a. ljus och atomer och deras beståndsdelar studerades i början 1900-talet
insågs att den klassiska fysiken inte räckte till.
Ny beskrivning behövs som i gränsen mot den klassiska fysiken skall ge samma resultat som denna.
Idag är mycket av det som vi ofta kallar ”modern fysik” mer än 50 år gammalt. Jag föredrar därför
egentligen att kalla det ”Nonclassical Physics” snarare än ”Modern Physics”. Fortfarande vet vi dock
långt ifrån allt, snarast vet vi t.ex. idag att vi endast vet vad ca 5% av energiinnehållet i universum
består av. De 5% är materia av den typ vi har omkring oss och som planeter och stjärnor är
uppbyggda av. Vad resterande 95% är har vi tillstörsta delen inte den blekaste aning om vad det är,
mer än att det inte är vanlig materia.
En hel del av den ”moderna fysiken” har idag fått betydande tillämpningar och mer är på gång
i form av medicinsk utrustning, nya former av kärnkraft, ny elektronik, kanske t.o.m kvantdatorer.
SH1009, modern fysik VT13, KTH
Vår bild av universums beståndsdelar idag
T. Åkesson 2005
~ 10-10 m
~1m
~ 10-14 m
< 10-18 m
SH1009, modern fysik VT13, KTH
Kosmologi: Universums uppkomst. Big Bang.
Stöds av experimentella data
protoner
neutroner
kärnor
”Ursoppa”
Alla krafter
förenade
Gravitation frikopplades
Stark och elektrosvag kraft uppdelades
kvark-gluon
plasma
atomer
galaxer
SH1009, modern fysik VT13, KTH
CERN, det Europeiska partikelfysiklaboratioret i Genève
SH1009, modern fysik VT13, KTH
SH1009, modern fysik VT13, KTH
SH1009, modern fysik VT13, KTH
SH1009, modern fysik VT13, KTH
Higgs 4 e candidate event
Teknisk Fysik. Intro 2012.
8
Teknisk Fysik. Intro 2012.
9
10
Teknisk Fysik. Intro 2012.
11
Teknisk Fysik. Intro 2012.
12
p CR p ISM p p p p
q
Z
qp-
SH1009, modern fysik VT13, KTH
SH1009, modern fysik VT13, KTH
Launch of the GLAST
Gamma Ray Observatory,
now called FERMI.
Studies e.g. Gamma Ray Bursts
and searches for e.g. SuperSymmetry
SH1009, modern fysik VT13, KTH
SH1009, modern fysik VT13, KTH
Fysikinstitutionen
AGATA
Advanced Gamma Tracking Array
SH1009, modern fysik VT13, KTH
Applied Physics summary:
Bio-Opto-Nano
*
5 µm
*
*
Hertz: Biomedical Physics
Widengren: Biomol. Physics
Brismar: Cell Physics
X-rays (sources, microscopy, imaging), ultrasonics,
cell biology, eye optics
Single molecules, fluorescence,
microscopy
Microscopy, protein interaction, cell biology,
modelling
Antibunching
1 mm
100 mm
fiber contact
wire
Björk:
Quantum Opt.
Quantum information,
quantum physics
Laurell&Pasiskevicius:
Laser Physics
Haviland&Korenivski:
Nanostruct. Physics
Optical materials, non-lin. optics, new lasers
Quantum, spintronics, nano-bio.
Dept. of Applied Physics, KTH/Albanova
Unsbo: Teaching
SH1009, modern fysik VT13, KTH
KTH Theoretical Physics
•
Condensed matter physics
Prof Wallin, Prof Rosengren
–
–
–
–
•
Materials
Phase transitions
Quantum fluids
Monte Carlo simulations
Biophysics
Prof Lindahl, Prof Edholm
– Protein structure
– Biomembranes
– Molecular dynamics
•
Particle and mathematical physics
Prof Ohlsson, Prof Langmann, Prof Mickelsson
– Neutrino physics
– Astroparticle physics
– Exactly solvable models
SH1009, modern fysik VT13, KTH
