Göm menyn

Teknisk Fysik — Teori, modellering och datorberäkningar

Profilansvarig: Rickard Armiento

Översikt

Att kunna göra modeller av verkliga system är till stor nytta i många situationer, i allt från att beskriva komplexa fysikaliska förlopp till att förutse utvecklingen inom finansmarknaden. Alla modeller bygger på en teori och även om denna profil naturligtvis är fokuserad på fysikalisk teoribildning så ger det kursutbud som vi kan erbjuda också en allmänn färdighet i att omsätta teorier i simularingar. Linköpings universitet har forskning i världsklass inom materialvetenskap, högprestandaberäkningar och vetenskaplig visualisering. Internationellt forskningscenter för avancerade funktionella material, svenskt e-Vetenskapligt forskningscenter och ett nytt modernt visualiseringscentrum i Norrköping ger oss möjlighet att erbjuda en mycket avancerad utbildning inom området.

Profilens kursutbud inleds med grundläggande kurser som analytisk mekanik och kvantmekanik. Med dessa kurser som bas bygger vi på med ett antal valbara kurser som stakar ut en special- inriktning: elektromagnetiska fält, materialfysik, beräkningsfysik, datorgrafik och visualisering. Vi är också stolta att kunna erbjuda breddningskurser som, t.ex., relativitetsteori, relativistisk kvantmekanik och elementarpartikelfysik. Den nya fysiken representeras av kurser inom kvantdatorer, nanofysik, kaos och icke linjära fenomen m.fl. Profilen kompletteras med kurser med modellerings- och visualiserings-innehåll från andra instituioner.

Arbetsmarknaden för de som går denna profil är mycket intressant. Beräkningar och simularingar görs idag som nämnts ovan inom många områden. Antennutveckling och utbredning av elektromagnetiska vågor är ett område där Linköpingsregionen är stark. Många teoretiska fysiker finns på Saab Avionics, Saab Dynamics och FOI, NSC, meteorologiska och hydrologiska institut (SMHI) i Norrköping. Materialutveckling är ett annat område där teori är nödvändig. Man hittar också personer med bakgrund inom så vitt skilda områden som försäkringsbranchen, finansmarknaden, oljeletning, kärnkraftsindustrin, mm.mm. Teoretisk fysik med en iniktning mot modellering och visualisering är en utbildning som man väljer om man är intresserad av fysik men där man efter sin utbildning har stora valmöjligheter för sin fortsatta yrkeskarriär. Naturligtvis är det också så att denna profil är en utmärkt start på en doktorandutbildning.

Vad är Teori, Modellering, Datorberäkningar?

  • Teori
    • Förstå och arbeta med moderna teorier och modeller inom fysik som förändrat värden, ifrån det allra minsta (kvantmekanik, elementarpartikelfysik) till det allra största (relativitetsteori, kosmologi)
  • Modellering
    • Med matematik skapa och anpassa modeller för att
      beksriva, förstå och förutsäga fenomen.
    • Visa upp data på ett sätt som i sig skapar förståelse.
      (diagram, animeringar, visuell analys.)
  • Datorberäkningar
    • Implementera modeller i datorprogram och utföra
      simuleringar.
    • Arbeta med stora datamängder och superdatorer.

Färdigheter

  • Fördjupade kunskaper i fysik.
  • Avancerad matematik.
  • Utveckla och utvärdera matematiska modeller.
  • Utföra beräkningar och simulationer.
  • Analysera och visualisera data och resultat.

Ämnen

  • Fysikaliska teorier och modeller
    • Kvantmekanik, Analytisk mekanik, Relativitetsteori, Elektrodynamik, Materialfysik, ...
  • Matematik
    • Partiella diferentialekvationer, Numeriska metoder, Riemanngeometri, Funktionalanalys, Icke-linjära system, Kaos, ...
  • Utveckla datorprogram för beräkningar och visualisering
    • Beräkningsfysik, Datorgrafik, CDIO-projekt, [Maskininlärning].

Karriärsmöjligheter

  • Olika typer av akademiska karriärer
  • Saab (Aeronautics and Dynamics)
  • Siemens (Industrial Turbomachinery)
  • Wolfram MathCore
  • Medicinsk Teknik (Raysearch, mfl.)
  • Totalförsvarets forskningsinstitut (FOI)
  • Centrum för medicinsk bildvetenskap och visualisering
  • SMHI
  • MAX-lab (Lund)
  • Nationellt superdatorcentrum (NSC)
  • CERN (Genéve, Schweiz)
  • Tekniska konsultföretag (t.ex. Ångpanneföreningen.)
  • Finansiell Matematik (med orientering åt fysikmodeller)
  • CGI för filmer (Weta digital), Datorspelsuteckling (DICE, mfl.)
  • ...

Prata gärna på marknadsdagar / Link etc. med företag och fråga hur de ser på civilingenjörer med profilering mot teoretisk modellering med djup i fysik och matematik. När vi gjorde detta för att undersöka industriintresse var det många företag som betonande sitt intresse av personer med den bakgrunden för deras FoU-aktiviteter.

Kurser och poäng

  • Totalt poängantal som ska läsas i profilen: 54 hp.
  • Fasta kurser i profilen: 36 hp.
  • Minst antal poäng i valfria kurser: 18 hp.
  • Fasta kurser uppfyller examenskrav: minst poäng på
    avancerad nivå inom huvudområdet: 30 hp.

Röd: Fasta (obligatoriska) kurser.
Blå: Valbara kurser
Gula: Valbara vart-annat-års-kurser. OBS: För profilstart jämna år växla övre och undre gula kurser i tabellen ovan. 
Grå: OBS: ej ännu profilkurser, förslag finns inlämnat på att göra dessa kurser till valbara i profilen. (Förslaget är att endast en av TDDE01 och TDDE31 ska få tillgodoräknas i profilen.)

 

 

TMD fasta kurser, 36 hp

  • Kvantmekanik + Fysikens mat. metoder (6 + 6 hp)
    • Kvantmekanik, partiella differentialekvationer, numerisk lösning (laborationer), visualisering.
  • Beräkningsfysik (6 hp)
    • Datorberäkningar för att simulera materia (både klassiskt och med kvantmekanik.)
  • Analytisk mekanik (6 hp)
    • Variationell mekanik, ’Vad är en Hamiltonian?’
  • Fysikens matematiska metoder (6 hp)
    • Partiella differentialekvationer, numerisk lösning (laborationer), visualisering
  • Projektkurs i fysik och modellering, CDIO (12 hp)
    • Val av projekt - implementera beräkningsfysik, visualisering

Kursvalsexempel

Teoretisk Fysiker

  • Obligatoriska: Kvantmek, Fysmat, Beräkningsfysik, Analytisk mekanik, CDIO: 36 hp
  • TFYA28 Kvantdynamik
  • TFYY70 Materiefysik I
  • TFYA19 Kvantdatorer
  • TFYA71 Kosmologi
  • TATA75 Relativitetsteori
  • TFYY67 Elektromagnetisk fältteori och vågutbredning
  • TFYA57 Relativistisk kvantmek. eller TFYA27 elementarpartikelfysik

⇒ Doktorand / forskare i Fysik, FOI, etc.

 

Datormodellering, fysikalisk modellering

  • Obligatoriska: Kvantmek, Fysmat, Beräkningsfysik, Analytisk mekanik, CDIO: 36 hp
  • TSBK07 Datorgrafik (ISY)
  • TATA27 Partiella differentialekvationer (MAI)
  • TFYA17 Projektlaborationer i Fysik
    • Med lämpligt programmeringsprojekt
  •  [TDDE01 Maskininlärning]

(+ Ev. någon programmeringskurs utanför profilen; TDDC88 Programutvecklingsmetodik (IDA) + ...)

⇒ Teknisk modellering på t.ex. Saab, projektledande mjukvarukonsult, finansmatematiker med fysikbakgrund, vädermodeller vid SMHI, ...

Materialteori

  • Obligatoriska: Kvantmek, Fysmat, Beräkningsfysik, Analytisk mekanik, CDIO: 36 hp
  • TFYY70 + TFYA25 Materiefysik I och II
  • TFYA21 Materialvetenskap
  • TFYA28 Kvantdynamik
  • TFYA91 Kvantstrukturer
  • TFYA18 Projektlaborationer i fysik (med något materialrelaterat projekt)

(+ Ev. ett par materialkurser på IFM utanför TMD-profilen med kanske lite mer experimentell prägel: t.ex. Nanoteknologi (TFYA43), Halvledarteknik (TFYA39), Ytfysik (TFYA20), Tunnfilmsfysik (TFYA42), Halvledarfysik (TFYY48).)

⇒ Medicinsk teknik med applikationer mot material, företag i svensk basnäring som arbetar med material--t.ex. hårda ytbeläggnignar, teknikkonsult (och även doktorand i något ämne relaterat till materialfysik på LiU, etc.)

 

Profilansvarig

Öppet Hus - IFM, 2018

Fysikhusets huvudentré

Torsdagen den 22 mars 2018, 15 - ca 17.30

Information of valbara kurser, profiler och program.

Y-profiler:
Teori, modellering och datorberäkningar, TMD (Rickard Armiento)
Material- och nanofysik, MEF (Fredrik Eriksson)

MED-profil:
Medicintekniska material, MAT (Thomas Ederth)

Kandidatprogram:
Fysik och nanovetenskap, FyN (Marcus Ekholm)

Masterprogram:
Fysik och nanovetenskap, MFYS (Marcus Ekholm)
Materials Science and Nanotechnology, MSN (Wei-Xin Ni)


Informationsansvarig: Rickard Armiento
Sidan uppdaterades senast: 2018-03-29