Göm menyn

Teknisk Fysik — Teori, modellering och datorberäkningar (2019)

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.

Exempel på karriärsmöjligheter

Företag

  • FoU i teknisk sektor: t.ex., Saab (Aeronautics and Dynamics), Siemens (Industrial Turbomachinery), ABB, SKB.
  • Tekniska konsultföretag, uppdrag åt FoU i teknisk sektor (t.ex. Ångpanneföreningen, Wolfram Mathcore)
  • Andra företag vars utvekling kräver fysikalisk modellering, t.ex., AutoLiv, ADB SafeGate, Andritz, Volvo group.
  • Utveckling av simuleringsprogramvara (EQUA, MathWorks, Wolfram Research)
  • Medicinsk Teknik (Raysearch, Sectra, mfl.)
  • Finansiell Matematik med orientering åt fysikbaserade modeller.
  • CGI för filmer (Dreamworks, Weta digital), Datorspelsuteckling (DICE, mfl.)

Samhälle

  • SMHI.
  • Centrum för medicinsk bildvetenskap och visualisering.
  • Norrköpings visualiseringscenter.
  • Nationellt superdatorcentrum.
  • Totalförsvarets forskningsinstitut (FOI).
  • CERN (Genéve, Schweiz).
  • MAX-lab (Lund).
  • Forskning, teknisk utveckling med tillämpning mot tillverkligsindustri (t.ex. Swerea|Swecast).

Universitet

  • Centrum för medicinsk bildvetenskap och visualisering

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 goda kunskaper i matematik och fysik och förståelse för fysikalisk modellering för deras FoU-aktiviteter.

Kurser och poäng

  • Totalt poängantal som ska läsas i profilen: 54 hp.
  • Obligatoriska kurser i profilen: 36 hp.
  • Minst antal poäng i valfria kurser: 18 hp (= 3 kurser).

(Max en av Maskininlärning TDDE01 och Neuronnät och lärande system TBMI26 får räknas som valbar profilkurs).

(De obligatoriska kurser uppfyller examenskravet om minst 30 poäng på avancerad nivå inom huvudområdet.)

Röd: Obligatoriska kurser.
Blå: Valbara kurser
Ljusblå: Valbara vart-annat-års-kurser. OBS: För profilstart jämna år växla övre och undre ljusblå kurser i tabellen ovan. 
Blå-streckade: dessa kurser får tillgodoräknas som valbara profilkurser, men för de som läser profilen för att ta examen 2021 är detta vart-annat-års-kurser som hamnar parallellt med examensarbetet som är avsett att fylla heltidsstudier.

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

Följande exempel är tänkta att illustrera hur man med olika kursval kan anpassa profilen efter eget intresse och ev. relevanta karriärsvägar.

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 på universitet och högskola i sverige eller i utlandet, FOI, etc.

 

Datormodellering, fysikalisk modellering

  • Obligatoriska: Kvantmek, Fysmat, Beräkningsfysik, Analytisk mekanik, CDIO: 36 hp
  • TDDE01 Maskininlärning eller TBMI26 Neuronnät och lärande system.
  • TSBK07 Datorgrafik
  • TATA27 Partiella differentialekvationer 
  • TFYA17 Projektlaborationer i Fysik
    • Med lämpligt programmerings/modellering/simuleringsprojekt
  • (+ Ev. någon programmeringskurs utanför profilen; t.ex. TDDC88 Programutvecklingsmetodik + ...)

⇒ Modellering / FoU i teknisk sektor på t.ex. Saab, Siemens, medicinsk teknik, projektledning i mjukvarukonstruktion, 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).)

⇒ 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.), Medicinsk teknik med applikationer mot material. 

 

Profilansvarig

Öppet Hus - IFM, 2019

Fysikhusets huvudentré

Torsdagen den 28 mars 2019, 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: 2019-03-13