Fyzikální ústav Akademie věd ČR

Současný vědecký program ústavu zahrnuje fyziku elementárních částic, kondenzovaných systémů, pevných látek a plazmatu a klasickou a kvantovou optiku.

Výzkum ve fyzice elementárních částic‭ ‬uskutečňujeme převážně v rámci‭ ‬velkých mezinárodních kolaborací.‭ ‬Jedná se o experimenty na urychlovačích‭ ‬v CERN u Ženevy a Fermilab v USA,‭ ‬ve kterých‭ ‬se zkoumá nejhlubší struktura hmoty a‭ ‬síly působící v mikrosvětě.‭ ‬S tím úzce souvisí i naše aktivity při‭ ‬vývoji detektorů částic.

Pohled do nitra detekční aparatury ATLAS v podzemní experimentální hale urychlovače LHC v CERN.

Zabýváme se také astročásticovou fyzikou,‭ ‬oborem na pomezí částicové fyziky a astrofyziky.‭ ‬Kosmické záření‭ ‬nejvyšších‭ ‬energií zkoumáme v rámci mezinárodní kolaborace v‭ ‬Observatoři Pierra Augera‭ ‬v Argentině.‭ ‬Jedná se o největší experiment‭ ‬tohoto druhu‭ ‬na světě.‭ ‬Věnujeme se i‭ ‬teoretické a matematické fyzice a‭ ‬otázce‭ ‬využití svazků částic v lékařství.

Simulace spršky kosmického záření vyvolané vysokoenergetickým protonem a dopadající na pole detektorů Observatoře Pierra Augera (vytvořeno Cosmus group of the University of Chicago).

Ve fyzice kondenzovaných systémů studujeme dynamické a kooperativní jevy v neuspořádaných a nehomogenních materiálech a systémech se sníženou prostorovou dimenzí. Hlavními objekty zájmu jsou kondenzované látky s výraznými fyzikálními vlastnostmi nebo v extrémních podmínkách. Zabýváme se přípravou a zkoumáním funkčních materiálů a kompozitů, supravodičů, kapalných krystalů a slitin s tvarovou pamětí ve formě monokrystalů, polykrystalů, nano- strukturovaných materiálů, tenkých vrstev a materiálových povlaků pomocí kombinace teoretických, experimentálních a moderních technologických přístupů.

Textura v kapalném krystalu (TGBA fáze)

V oblasti pevných látek je výzkum zaměřen na nové formy pevných látek, nové fyzikální jevy a principy mikroelektronických komponent. Vlastnosti nových materiálů jsou určovány povrchem, defekty, nanometrickou, vrstevnatou či aperiodickou strukturou. Charakteristické je propojení pokročilých technologií přípravy materiálů, unikátních metod jejich charakterizace v rozsáhlém oboru vnějších podmínek až do nanometrické i atomární úrovně a zpracování výsledků pomocí mikrofyzikálních i ab-initio teoretických výpočtů. Výrazně jsou zastoupeny magneticky a opticky aktivní materiály, nanokrystalické formy křemíku, polovodičů III-V, diamantu a grafitu a nanostruktury pro biologické, lékařské a mikroelektronické aplikace.

Průběh vytváření předem definovaného vzoru pomocí mikroskopu atomárních sil (AFM), v tomto případě písmene Si, z jednotlivých atomů křemíku (tmavá kolečka) na povrchu cínu (světlá kolečka).

K přípravě nových optických materiálů pro optoelektroniku se využívají nové plazmové a hybridní technologie. V oboru kvantové optiky jsou vyvíjeny různé typy zdrojů kvantově korelovaných fotonových párů a zařízení pro přenos takto uložené informace.

První výkonový zesilovač A1 laseru PALS