fbpx Badania naukowe | Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki

Badania naukowe | Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki

Badanie naukowe na Wydziale Matematyki, Fizyki i Informatyki UG

Autor: 
HFurmańczyk
Ostatnia modyfikacja: 
piątek, 15 maja 2020 roku, 13:52

Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki składa się z czterech instytutów, prowadzących badania naukowe w podanych poniżej dziedzinach:

 

  • Grupy klas odwzorowań powierzchni zwartych
     
  • Automorfizmy i symetrie powierzchni Riemanna
  • Problemy podstawowe dla jedno- i wielowymiarowych automatów komórkowych.
     
  • Analiza nieliniowa i jej zastosowania w zagadnieniach brzegowych dla równań różniczkowych zwyczajnych i cząstkowych. Badanie własności przestrzeni funkcji o wahaniu ograniczonym.
     
  • Problemy podstawowe dla równań różniczkowych na jedno- i wielowymiarowych skalach czasu
  • Analiza niezbędnych zmian w metodyce nauczania matematyki w związku z obniżeniem wieku dzieci rozpoczynających naukę w szkole.
     
  • Analiza trudności uczniów szkoły podstawowej z rozwiązywaniem pewnych typów zadań.

 

  • Zastosowania teorii mnogości w topologii i analizie rzeczywistej.
     
  • Zbieżność ideałowa ciągów liczbowych i funkcyjnych.
     
  • Własności funkcji rzeczywistych i odwzorowań wielowartościowych.
     
  • Jednowymiarowe układy dynamiczne.

 

  • Teoria grup krystalograficznych. Własności płaskich i prawie płaskich rozmaitości. Główna metoda badań to teoria reprezentacji grup skończonych.
     
  • Zespolone rozmaitości płaskie. Spin struktury na rozmaitościach. Główna metoda badań wykorzystywana w powyższych punktach, to teoria reprezentacji grup skończonych.
     
  • Topologia geometryczna w tym badanie continuów, wielościanów i rozmaitości.
     
  • Badanie symetrii powierzchni metodami algebraicznymi.

 

  • Zakład Topologii Geometrycznej i Teorii Węzłów
     
  • klasyczna teoria węzłów oraz jej uogólnienia. Topologii rozmaitości, wielościanów i continuow.
     
  • homologie struktur dystrybutywnych i innych struktur algebraicznych użytecznych do badania położenia rozmaitości w kowymiarze 2 oraz ich zastosowania.
     
  • teoria skein modułów.
     
  • topologia rozmaitości, wielościanów i continuow. W szczególności jednoznaczność rozkładów na iloczyny kartezjańskie.

 

  • Matematyka obliczeniowa dla równań różniczkowych stosowanych w mechanice kwantowej i biologii matematycznej
     
  • Struktury matematyczne występujące w podstawach mechaniki kwantowej
     
  • Teoria gier klasycznych i kwantowych
     
  • Probabilistyczne modelowanie zjawisk fizycznych

 

  • Równania różniczkowo funkcyjne: istnienie i jednoznaczność oraz aproksymcja różnicowa rozwiązań zagadnień początkowo brzegowych oraz początkowych dla równań cząstkowych lub zwyczajnych.

 

  • Funkcje osiowe.
     
  • Borelowskie struktury.
     
  • Ideały zbiorów.
     
  • Zastosowania teorii mnogości do funkcji rzeczywistych i teorii miary.

 

  • Efektywne metody obliczania niezmienników topologicznych i różniczkowych dla rzeczywistych odwzorowań wielomianowych i kiełków funkcji analitycznych oraz zbiorów algebraicznych
     
  • Rozmaitości Calabi-Yau
     
  • Zastosowania teorii mnogości w topologii
     
  • Topologiczne, analityczne i kombinatoryczne własności ideałów i filtrów na zbiorze liczb naturalnych

 

  • Instytut Informatyki
    • Zakład Algorytmów
       
    • Zakład Języków Formalnych
       
    • Informatyka teoretyczna z matematycznymi podstawami informatyki.
    • Problemy kombinatoryczne, lingwiestyka matematyczna i teoria automatow.
       
    • Zakład optymalizacji kombinatorycznej   
       
    • Ekstremalna teoria grafów
       
    • Kombinatoryka
       
    • Algorytmy i struktury danych
       
    • Złożoność obliczeniowa
       
    • Optymalizacja dyskretna (szeregowanie zadań)
       
    • Geometria dyskretna i obliczeniowa
       
    • Teoria współbieżności
       
    • Obliczenia rozproszone (algorytmy agentowe, systemy samostabilizujące się, systemy heterogeniczne)
       
    • Sieci stochastyczne i ich niezawodność
       
    • Teoria grafów i jej zastosowania 

       
    • Zakład Sztucznej Inteligencji
       
    • Ontologie i semantyczne przetwarzanie danych
       
    • Przetwarzanie danych w systemach wysokiej wydajności
       
    • Klasyfikacje i klasteryzacje wykorzystujące techniki eksploracji danych oraz uczenia maszynowego
       
    • Zastosowania sztucznej inteligencji oraz technik rozproszonych
       
    • Metody przetwarzania obrazów cyfrowych, komputerowa diagnostyka i modelowanie w obrazie medycznym, komputerowa analiza obrazów teledetekcyjnych
       
    • Procesy max-stabilne w modelowaniu zdarzeń ekttremalnych
       
    • Biblioteki wiedzy matematycznej, w szczególności foralizacja teorii ciał w Micarze

 

Instytut Fizyki Doświadczalnej

  • Zakład Akustyki i Fizyki Jądrowej
     
  • Fizyka radiacyjna w praktyce klinicznej (tele i brachyterapia) i kontroli środowiska
     
  • Fototermiczne i fotoakustyczne metody charakteryzowania procesów transportu w układach biologicznych i środowiskowych
     
  • Energetyka zwilżalności powierzchniowej ciał stałych w inżynierii materiałowej
     
  • Fizyczna adsorpcja powierzchniowa, adsorpcyjne i termoelastyczne własności warstw adsorpcyjnych surfaktantów i biowarstw naturalnych
     
  • Termodynamika i energetyka zjawisk międzyfazowych
     
  • Akustyka środowiska naturalnego, pomieszczeń i zastosowań medycznych
     
  • Fonetyka akustyczna w foniatrii aparatu mowy i audiologii słuchu

 

  • Zakład Fizyki Atomowej
    • Badania zderzeń przy energiach hipertermicznych (w zakresie od 5 eV do 30 000 eV). Wiązka jonów atomowych lub molekularnych zderza się z tarczą atomową (gazy szlachetne) lub molekularną pod ciśnieniem rzędu kilku mPa, a także z powierzchniami metali. Badany jest m.in. efekt Starka dla linii He. Prowadzone są ponadto badania zderzeń atomów "gorących" (otrzymywanych przez neutralizację wiązki jonów) z tarczami molekularnymi w celu obserwacji chemiluminescencji. Jeden z tematów badań obejmuje funkcje wzbudzenia luminescencji wynikającej z oddziaływania wiatru słonecznego z gazami występującymi w górnych warstwach atmosfery planet Układu Słonecznego.
  • Zakład Fizyki Stosowanej
  • Badania z zakresu spektroskopii atomowej - Spektroskopia laserowa ciężkich jonów, Badanie zderzeń lekkich jonów takich jak H i H2 z cząsteczkami (N2,O2, CO, CO2) będącymi składnikami atmosfery i materii międzygwiazdowej, Badanie wpływu pól elektrycznego i magnetycznego na promieniowanie atomów
  • Badania z zakresu spektroskopii NMR - Badanie funkcjonalne mózgu i serca w tomografii NMR, Spektroskopia NMR in vivo mózgu i prostaty, Badania istoty białej i szarej mózgu na podstawie tensora dyfuzji oraz obrazów T1-zależnych
  • Badania z zakresu funkcji nanomateriałów do zastosowań biomedycznych - Synteza oraz badanie własności fizycznych nanomateriałów, Badanie nanokompozytów polimerowych zawierających glinokrzemiany warstwowe oraz grafen, Charakterystyka hydrożelowych nanokompozytów polimerowych
     
  • Zakład Fotofizyki Molekularnej i Dydaktyki Fizyki
     
  • Badania spektroskopowe procesu fotoinduko-wanego wewnątrzcząsteczkowego przeniesienia ładunku w dwuchromoforowych układach aro-matycznych.Przy wykorzystaniu stacjonarnej, rozdzielonej w czasie spektroskopii oraz numerycznych obli-czeń kwantowo-chemicznych badany jest wpływ mikrootoczenia oraz temperatury na procesy fo-tofizyczne i fotochemiczne zachodzące w ukła-dach z wewnątrzcząsteczkowym przeniesieniem ładunku.
     
  • Badania spektroskopowe właściwości fotofizycz-nych i fotochemicznych molekuł organicznych w stanach podstawowym i elektronowo wzbu-dzonym. Powyższe badania przeprowadzane są z wyko-rzystaniem metod stacjonarnej i rozdzielonej w czasie spektroskopii. Obejmują one określenie właściwości fotofizycznych i fotochemicznych wybranych molekuł organicznych poprzez okre-ślenie wpływu rodzaju rozpuszczalnika, stężenia roztworu oraz długości fali światła wzbudzają-cego na podstawowe charakterystyki lumine-scencyjne.
     
  • Obliczenia kwantowo-chemiczne molekuł dono-rowo-akceptorowych. W celu uzyskania całościowego opisu zjawiska solwatacji badanych molekuł niezbędnym jest wykonanie podstawowych obliczeń kwantowo-chemicznych. Obliczenia te, prowadzone przy użyciu programu CAChe WS, pozwalają określić m.in. budowę przestrzenną badanego związku w stanie podstawowym i wzbudzonym, położe-nia poziomów energetycznych, wartości mo-mentów dipolowych.
     
  • Fotofizyka i spektroskopia układów aromatycz-nych z wiązaniami wodorowymi. Spektroskopia absorpcyjna i fluorescencyjna (stacjonarna i rozdzielona w czasie) pozwala określić szereg właściwości fotofizycznych i spek-troskopowych molekuł tworzących międzyczą-steczkowe kompleksy z wiązaniem wodorowym. Prowadzone badania obejmują min. określenie geometrii, trwałości i rodzaju międzycząsteczko-wych kompleksów.
     
  • Metody nauczania fizyki wymuszające współu-czestnictwo, aktywność ucznia=uczącego się (tzw. metody heurystyczne, między innymi nau-czanie przez szukanie odpowiedzi na pytania).
     
  • Problemy poprawności merytorycznej i meto-dycznej przekazywanych treści fizycznych (pod-ręczników szkolnych i akademickich, publikacji popularnonaukowych).
     
  • Zastosowania mikrokomputerów w dydaktyce fi-zyki do przeprowadzania eksperymentów.
     
  • Zakład Biomateriałów i Fizyki Medycznej
     
  • Bezpromienisty transfer energii wzbudzenia w układach nieuporządkowanych, o kontrolowanym stopniu uporządkowania, w układach o różnej geometrii i w zastosowaniach biomedycznych.
     
  • Własności luminezujących materiałów hybrydowych w postaci nanowarstw, cienkich filmów i nanokompozytów.
     
  • Spektroskopia SPR oraz SPCE.
     
  • Detekcja i własności biomolekuł oraz procesów międzymolekularnych w obecności plazmonów powierzchniowych z wykorzystaniem układów core-shell, nanocząstek metali szlachetnych etc.
     
  • Własności fotofizyczne molekuł czynnych biologicznie i medycznie oraz znakowanych luminescencyjnie makromolekuł o znaczeniu biomedycznym.
     
  • Zjawisko termicznie aktywowanej opóźnionej fluorescencji (TADF) i jego zastosowania w OLED i fotokatalizatorach.
     
  • Zjawisko przeniesienia protonu w stanie wzbudzonym (ESIPT) i jego zastosowania do stworzenia indykatorów enzymów i materiałów optycznych.
  • Luminescencyjne efekty agregacji barwników organicznych, w tym AIE.
     
  • Badania z pogranicza medycyny nuklearnej i fizyki medycznej.
     
  • Metody i techniki badawcze: badania absorpcyjne i luminescencyjne przy wzbudzeniu stacjonarnym, badania luminescencyjne przy wzbudzeniach impulsowych, optyczna mikroskopia konfokalna, rezonans plazmonowy i indukowana plazmonowo emisja (przy wzbudzeniu ciągłym i impulsowym), emisja kierunkowa SPCE, spektroskopia optyczna w świetle liniowo spolaryzowanym.

 

  • Instytut Fizyki Teoretycznej i Astrofizyki
    • Zakład Metod Matematycznych Fizyki
      W Zakładzie Metod Matematycznych Fizyki realizuje się tematy badawcze dotyczące podstaw mechaniki kwantowej i kwantowej fizyki statystycznej jak. np. badanie struktury odwzorowań dodatnich na algebrach operatorowych,  opis korelacji kwantowych czy zastosowania formalizmu przestrzeni Orlicza w fizyce statystycznej.  Inny kierunek badań dotyczy matematycznego opisu kwantowych układów otwartych i kwantowej termodynamiki wraz z zastosowaniami do modeli mikroskopowych maszyn cieplnych. Intensywnie rozwijane są również badania interdyscyplinarne, w szczególności dotyczące modelowania pracy serca i prowadzone we współpracy z Gdańskim Uniwersytetem Medycznym.
    • Zakład Optyki i Informacji Kwantowej
    • Zakład Spektroskopii Atomowo-Molekularnej i Astrofizyki
      Tematyka badawcza Zakładu SAMiA skoncentrowana jest na studiowaniu: oddziaływań międzyatomowych i międzymolekularnych, zagadnień z dziedziny optyki kwantowej oraz własności ośrodków międzygwiazdowych.
      Aktualnie pracownicy Zakładu rozwiązują problemy związane z:
      • wyznaczaniem potencjałów adiabatycznych dla ciężkich molekuł dwuatomowych,
      • badaniem struktury elektronowej kryształów jonowych domieszkowanych lantanowcami,
      • badaniem struktury elektronowej monokryształów zawierających tlenki lantanowców (efekty powierzchniowe),
      • badaniem efektów kooperacyjnych (transfer energii) w kryształach,
      • badaniem własności ośrodków atomowych oddziałujących z kilkoma wiązkami laserowymi w obecności pól magnetycznych (stany ciemne),
      • badaniem propagacji stacjonarnych wiązek i impulsów światła laserowego w modyfikowanych przez silne laserowe pola ośrodkach w obecności pola magnetycznego,
      • badaniem własności światła oddziałującego z zmodyfikowanym ośrodkiem gazowym w obecności pól zewnętrznych,
      • badaniem i modelowaniem obłoków międzygwiazdowych w kierunku wybranych gwiazd na podstawie danych z obserwacji satelitarnych,
      • badanie rotacji Galaktyki.
  •