Teoretisk fysik

Profilen ger en fördjupning inom fundamental teoretisk fysik. Här behandlas de olika typer av växelverkningar som finns i naturen, både på klassisk och kvantmekanisk nivå. För att kunna beskriva naturen på atomär nivå räcker inte den klassiska fysiken, utan en kvantmekanisk beskrivning krävs. Inom profilen ges fördjupade kunskaper om olika metoder inom kvantmekanik, med vilka mer komplexa frågeställningar kan behandlas. Från kvantmekaniken gås vidare mot kvantfältteorin, där även fälten kvantiseras så att, t.ex., partiklar kan skapas och förintas. Detta appliceras sedan på bl.a. elektromagnetism och svag växelverkan. I allmän relativitetsteori studeras bl.a. svarta hål och gravitationsvågor, vilka är vågor som fortplantas som krusningar i rum och tid. Avancerade metoder för att studera dessa ytterst små krusningar har utvecklats, och är nu så förfinade att vi till och med kan bestämma deras ursprung, t.ex. två kolliderande svarta hål. I profilen ingår också plasmafysik, d.v.s. läran om hur joniserade gaser växelverkar med elektromagnetiska fält. Ekvationerna som styr plasmor, och även fältekvationerna i allmän relativitetsteori, är icke-linjära. Detta ger upphov till olika typer av fenomen som behandlas i en kurs i icke-linjär fysik. Vidare behandlas också astrofysikaliska fenomen, exempelvis fysiken hos stjärnor och deras livscykel, och kosmologi, d.v.s. läran om universums storskaliga struktur och utveckling.