بخش فیزیک اتمی و مولکولی

 فیزیک اتمی- مولکولی به مطالعه ماده و برهم کنش آن با تابش الکترومغناطیس در ابعاد اتمی و تعداد محدودی از اتم‌ها می‌پردازد. انرژی‌های مورد نیاز در این شاخه از مرتبه یک یا چند الکترون ولت است که شامل ترازهای اتمی و مولکولی می‌شود. زیر شاخه‌های این گرایش شامل فیزیک اتمی: اپتیک و فوتونیک (کلاسیک و کوانتومی)، فیزیک پلاسما، فیزیک لیزر، طیف سنجی و برهمکنش تابش و ماده هستند.

در حال حاضر در بیشتر شاخه‌های یاد شده در مقطع کارشناســی، کارشناسی ارشد و دکتری دوره‌های آموزشـــی و پژوهشــی با امکانات تجربی مناسب در بخش دایر می‌باشند.

بخش فیزیک ماده چگال

 ۱- گرایش ماده چگال (حالت جامد، نانو فیزیک، سیستمهای پیچیده و مکانیک آماری)

  زمینه‌های پژوهشی- تجربی:

• نانوفیزیک (نانولوله‌های کربنی، گرافین، ادوات نانومتری، حســـگرهای گازی، ســـلول‌های خورشیدی، نانوذرات)
• فیزیک سطح (لایه‌های نازک، چند لایه‌ای‌ها، لایه‌های متخلخل، شیشه‌های خودتمیزشونده، لایه‌های مجسمه‌ سازی شده، سطوح پلاسمونی، خوردگی، بلورهای فوتونی، ابرآبدوستی) 
• ابررسانایی (کپه‌ای و لایه نازک)

نظری:

• بیوفیزیک و سیســتم‌های پیچیده (رشد تومور، شبکه) 
• سیستم‌های بی‌نظم (انتشار امواج در محیط‌های کاتوره‌ای، جایگــزیدگی اندرســـون، ترابرد در محیط‌های کاتوره‌ای، فرآیندهای کاتوره‌ای) 
• نانوفیزیـــک (نانــومکانیک، خواص اپتیکـــی نانوساختارها) 
• ماده چگال نرم (فوم، مواد دانه‌ای)
• مکانیک آماری (مدل‌های رشد سطح، فراکتال‌ها، برهمکنش‌های القایـــــی افت و خیــزی، سیستم‌های اسپینی)     
• فیزیک سطح (لایه های نازک مجسمه سازی شده)

محاسباتی:

خواص مواد بر اساس نظریه تابعی چگالی ، دینامیک مولکولی، مونت کارلوی کوانتومی

آزمایشگاه‌های آموزشی: حالت جامد، حالت جامد پیشرفته

آزمایشگاه‌های پژوهشی: لایه نشانی فیزیکی (تبخیر حرارتی، تفنگ الکترونی)، XRD، علوم و فناوری نانو، ابررسانایی، AFM & STM، لایه نشانی اسپاترینگ

بخش فیزیک هسته‌ای

 نیروهای هسته‌ای ضعیف و قوی دو نوع از چهار اندرکنش بنیادی طبیعت هستند. لذا بررسی سیستم‌های شامل این نیروها از ارکان اصلی علم فیزیک است. از این رو فیزیک هسته‌ای موضوعی جذاب و جالب است که با استفاده از مدل‌های نظری و دستاوردهای تجربی به بررسی واکنش‌های اولیه در مهبانگ و تشکیل هسته‌های سبک، ساختار هسته‌های سنگین در طبیعت، پیچیدگی نیروهای بین ذرات تشکیل دهنده هسته، تشکیل و ساختار ستارگان می‌پردازد. در این بررسی از نظریه‌های مختلف کلاسیکی و مکانیک کوانتومی و فنآوری‌های تجربی استفاده می‌شود. به بیان دیگر اغراق‌آمیز نیست اگر هسته و سیستم‌های مرتبط با آن را به مثابه آزمایشگاهی برای محــک نظـــریات مطرح در فیزیک بنیادی بدانیم.  

در بخش هسته‌ای این دانشکده علاوه بر دروس مختلف درکلیه سطوح آموزشی فیزیک دروس مرتبط با فیزیک هسته‌ای در مقاطع کارشناسی، کارشناسی ارشد و دکتری توسط اعضای این بخش تدریس می‌شود. تاکنون دانشجویان زیادی در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری  در این بخش پروژه‌های پژوهشی داشته و فارغ التحصیل  شده‌اند. 

کارهای تحقیقاتی و رساله‌های کارشناسی ارشد و دکتری درباره موضوعات زیر می‌باشد: 

1. نظریه ساختار هسته (Nuclear Structure Theory) 

2. تحلیل و بررسی نیروهای هسته‌ای

3. ماده هسته‌ای (Nuclear Matter) و ستارهای نوترونی  (Neutron Stars) با استفاده از روش‌های بس ذره‌ای

4.  محاسبه تابع ساختارها درون‌ها  Function of Hadrons) (Structure خصوصاً نوکلئون‌ها  

5. شتابگرها و موضوعات مرتبط با آن

6. استفاده از نظریه میدان‌های مؤثر بدون پایون(Pionless Effective Fields Theory) در مطالعه ساختار نیروهای چند جسمی 

7. بکارگیری نظریه اختلالی کایرال (Chiral Perturbation Theory)  و محاسبه خصوصیت‌های هسته‌ها

8.  محاسبات QCD برروی شبکه   (Lattice Quantum Chromodynamics (QCD) Calculation)  برای سیستم‌های چندجسمی 

بخش فیزیک ذرات بنیادی 

 مطالعه ساختار پارتونی هدرون‌ها و هســـته‌ها – اثـــر ای. ام. ســی -کرومودینامیک کــوانتومی در نواحــی اختلالی و غیراختلالی-پلاسمای کوارک گلئونی- ســــهم همجوش گلئونی در سطح مقطع بوزون هیگز- محاســـبه توابع پارتونی وابسته به تکانه عرضی و نقش آنها در تولید مزون‌های سنگین- سیستم‌های بس ذره‌ای با برهمکنش قوی و برد کوتاه. نظریه میدان و فیزیک ذرات در فضا زمان خمیده، جهان اولیه، انرژی تاریک، ماده تاریک ، بررسی اثرات توپولوژیک در فیزیک ذرات. هولوگرافی و کاربردهای آن در سیستمهای با کوپل شدگی قوی، و بطور مشخص تئوری کرومودینامیک کوانتمی و پلاسمای کوارک-گلوئن مطالعه خلا کرومودینامیک کوانتومی با استفاده از موجودات توپولوژیک مثل مونوپول‌ها و دایون‌ها و ورتکس‌های مرکزی. استفاده از مدل‌های پدیده شناختی برای مطالعه محبوس شدگی کوارک‌ها و محاسبه پتانسیل بین آنها  QCDو نظریه پیمانه‌ای شبکه. 

بخش گرانش و فیزیک نجومی

موضوعات مورد مطالعه در این بخش شامل نظریه میدان‌های کوانتومی در فضا- زمان-های خمیده، انرژی تاریک و ماده تاریک، حل‌های دقیق معادله انیشتین، مطالعه گرانش کوانتومی و گرانش حلقه کوانتومی، مطالعه اصول بنیادی مکانیک کوانتومی، اختر فیزیک و عدسی‌های گرانش می‌باشد. این بخش در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری دانشجو می-پذیرد. این بخش دارای 4 دانشیار و 2 استادیار می‌باشد.