Forskning på DTU Fysik

På DTU Fysik fokuserer vi på grundvidenskabelige interessante fysikområder med klare anvendelsesmæssige perspektiver. Vi undersøger bla. grafens forbløffende evne til at lede strøm stort set uden modstand, og vi udvikler sikker dataoverførsel med lys og røntgenudstyr til sikkerheds-tjek i lufthavne. Forskere fra DTU Fysik arbejder også på at løse verdens store energiudfordringer, bla. ved at udvikle reaktorer til fusionsenergi samt katalysatorer til omdannelse af energi fra sol og vind til kemiske brændstoffer.

Forskningen på DTU Fysik er fordelt på seks sektioner. DTU Fysik koordinerer også de to tværfaglige DTU-centre, Fluid DTU og V-SUSTAIN. DTU Historie er også placeret på DTU Fysik. Instituttet råder over en række state-of-the-art forskningsfaciliteter, herunder en supercomputer.

DTU Fysik koordinerer også bachelor- og kandidatuddannelsen Fysik og Nanoteknologi samt en ph.d.-skole.

Billigere og mere effektive katalysatorer

I sektionen for overfladefysik og katalyse (SurfCat) studerer forskerne materialers opførsel på atomar skala med henblik på eksempelvis at udvikle billigere og mere effektive katalysatorer. Ved at undersøge materialers overfladestrukturer og koble det med materialernes reaktivitet i forskellige kemiske reaktioner bidrager forskerne i SURFCAT til udviklingen af renere energiteknologier, miljøbeskyttelse og materialer med bedre magnetisme egenskaber.
Forskningsfelter: Fotokatalyse, elektrokemi, heterogen katalyse.

 

Computersimuleringer og elektronik i nanostørrelse

Den teoretiske del af SURFCATs forskning foregår ofte i tæt samarbejde med forskerne fra Center for teoretisk atomar-skala fysik (CAMD), der har ekspertise i computersimuleringer af materialers kemiske, mekaniske og elektroniske egenskaber. Simuleringerne bruges til at designe nye materials med bestemte fysiske og kemiske egenskaber, eksempelvis materialeoverflader med særlige katalytiske egenskaber og elektronik i nanostørrelse. En vigtig del af CAMDs forskning handler desuden om at udvikle teorien bag de avancerede computersimuleringer, som forskerne udfører ved hjælp af DTU Fysiks supercomputer Niflheim.
Forskningsfelter: Kvantefysisk modellering og design af materialer.

Sikker dataoverførsel med hurtigere computer

Forskere over hele verden er afhængige af de lynhurtige og effektive supercomputere. Samtidig har vi alle sammen brug for hurtigt og sikkert at kunne sende informationer over internettet. Her spiller forskningen i sektionen for Kvantefysik og informationsteknologi (QPIT) en vigtig rolle. Forskernes mål er at bruge lys til at sende data over ekstremt store afstande samtidig med at det er umuligt for andre end modtageren at afkode informationen. Et andet mål for kvanteforskningen er at udnytte elektroners forskellige tilstande til at bygge en hel ny generation af computere med langt større regnekapacitet. Kvanteteknologien anvendes desuden til at udføre ekstremt følsomme målinger af magnetfelter og vibrationer i faste materialer ('quantum sensing').
Forskningsfelter: Kvanteteknologi, kvantekommunikation, 'quantum computing'.

Fusionsenergi

Asdex Upgrade with plasma

Løsningen på verdens energiudfordring kan også komme fra fusionsenergi. Når tunge hydrogenatomer fusionerer frigives der energi, som kan omdannes til bla. elektricitet. I sektionen for Plasmafysik og fusionsenergi (PPFE) udvikler forskerne bla. måleinstrumenter, der kan bruges til at skabe mere stabile fusionsreaktorer. Et andet fokusområde er egenskaberne af turbulens i det plasma, hvori fusionsprocessen finder sted. Gennem det fælleseuropæiske samarbejde har forskerne fra DTU Fysik adgang til store fusionseksperimenter som Asdex Upgrade i Tyskland og JET i nærheden af Oxford.
Forskningsfelter: Værktøjer til mikrobølgediagnostik, plasmaforskning.

Væskers dynamik og biofysik

Turbulens spiller også en rolle i forskningen ved sektionen for Biofysik og fluider (FLUID). Her studerer forskerne forskellige aspekter af væskers dynamik som for eksempel hvirveldannelse og dråbedynamik samt væskeflow på mikroskala i biochips, omkring mikroorganismer og gennem træernes vaskulære rør, der transporterer vand og sukker. Forskningen foregår ikke kun ved DTU Fysik men også i centret Fluid DTU, der er finansieret af Grundforskningsfonden. Andre forskningsområder ved FLUIDS er studier af proteiner i cellemembraner og af hvordan proteiner vekselvirker med andre molekyler.
Forskningsfelter:  Hydrodynamik, frie væskeoverflader, biochips, væskestrømning i planter, mikroorganismers bevægelse i vand, biomolekylers fysik.

Superledere, magneter og katalysatorer

Neutrons and X-rays for Materials PhysicsPå DTU Fysik er studier af materialers egenskaber et centralt forskningsområde. I Sektionen for Neutroner og røntgenbaseret materialefysik (NEXMAP) drager forskerne ofte ud til store internationale faciliteter, hvor de kan arbejde med neutronkilder, røntgen- synkrotroner og frielektronlasere (XFELs). Det avancerede udstyr bruges bla. til at undersøge egenskaberne af forskellige materialer, når de udsættes for magnetiske felter, stort stræk eller tryk og til at studere kemiske reaktioner, mens de finder sted. Forskningsresultaterne fra NEXMAP bruges bla. til at udvikle superledere, stærkere magneter og bedre katalysatorer. Forskerne fra NEXMAP bidrager desuden til udviklingen af instrumenter på XFEL-anlægget i Hamburg og European Spallation Source (ESS) i Lund.
Forskningsfelter: Udvikling af software analysemetoder, neutronspredning og spektroskopi, x-ray imaging, ultrahurtig røntgendynamik. 

Samarbejder i DTU-centre

Center for Ocean Life

 

Forskere fra DTU Fysik indgår også i flere tværinstitutionelle centre på DTU. I V-SUSTAIN samarbejder forskerne om at udvikle metoder til at lagre og omdanne vedvarende energi til brændstoffer og kemikalier. I Nano DTU samles forskere fra 11 institutter omkring aktiviteter indenfor nanoteknologi. I Center for Ocean Life arbejder matematikere, fysikere og biologer sammen om at udvikle modeller til at beskrivet livet i havene. Endelig huser DTU Fysik en ny industriportal, hvor virksomheder får rådgivning, teknisk support og dataanalyse i relation til 3D imaging. Formålet er at understøtte virksomheders udbytte af de kommende forskningsfaciliteter neutronkilden European Spallation Source (ESS) og synkrotronen MAX IV.

http://www.fysik.dtu.dk/forskning
21 JULI 2017