Badania naukowe prowadzone w Instytucie Fizyki Doświadczalnej

Grupy naukowe, Instytut Fizyki Doświadczalnej UG

Zakład Fizykochemii Powierzchni i Zjawisk Międzyfazowych

1. Analiza sygnału mowy w foniatrii i audiometrii

2. Termodynamika i energetyka zjawisk międzyfazowych.

3. Międzyfazowy transfer masy i transport masy w układach porowatych.

4. Polarymetria optyczna materiałów dla opto- i mikroelektroniki.

5. Zastosowanie technik tensometrycznych i spektroskopowych (elipsometria, fotoakustyka) w naukach stosowanych, w tym:

a) badania środowiskowe: fizyczna adsorpcja powierzchniowa oraz adsorpcyjne i termoelastyczne własności warstw adsorpcyjnych surfaktantów i biowarstw naturalnych; spektroskopia układów nieprzejrzystych i silnie rozpraszających;

b) inżynieria materiałowa: zwilżalność i fizykochemiczna charakteryzacja powierzchni; wyznaczanie parametrów optycznych i strukturalnych materiałów objętościowych i cienkowarstwowych;

c) obszar biomedyczny: transdermalny transport leków: eksperymenty (tensometria, fotoakustyka) i modelowanie;

d) zastosowanie algorytmów sztucznej inteligencji w ewaluacji wyników eksperymentalnych pomiarów fizycznych.

Zakład Biomateriałów i Fizyki Medycznej

1. Bezpromienisty transport energii wzbudzenia w układach nieuporządkowanych,  o kontrolowanym stopniu uporządkowania, w układach o różnej geometrii i w zastosowaniach biomedycznych

2. Własności luminezujących materiałów hybrydowych w postaci nanowarstw, cienkich filmów i nanokompozytów 

3. Spektroskopia rezonansu plazmonowego i wzmocnionej kierunkowo emisji stowarzyszonej z drganiami plazmonów na powierzchniach metalicznych (SPCE). 

4. Detekcja i własności biomolekuł oraz procesów międzymolekularnych na platformach plazmonicznych. 

5. Projektowanie i badanie własności optycznych biosensorów makromolekuł czynnych biologicznie i medycznie. 

6. Zjawisko termicznie aktywowanej opóźnionej fluorescencji (TADF) i jego zastosowania w OLED i fotokatalizatorach 

7. Zjawisko przeniesienia protonu w stanie wzbudzonym (ESIPT) i jego zastosowania do stworzenia indykatorów enzymów i materiałów optycznych.

8. Luminescencyjne efekty agregacji barwników organicznych, w tym AIE 

9. Transport leków i substancji medycznie aktywnych przez skórę.

10. Badania śladów kryminalistycznych metodami spektroskopii molekularnej.

Zakład Fizyki Atomowej i Molekularnej

1. Badania oddziaływań pomiędzy wybranymi molekułami organicznymi wykazującymi zjawisko fotoindukowanego wewnątrzcząsteczkowego przeniesienia ładunku (ESIPT, TICT) a związkami makrocyklicznymi, które dzięki swej budowie są zdolne do tworzenia kompleksów inkluzyjnych oraz substancji biologicznie czynnych z różnymi biomolekułami.
2. Badania spektroskopowe, których celem jest określenie, na poziomie molekularnym, mechanizmów kontrolujących uwalnianie cząsteczek substancji czynnych (leków z grupy przeciwzapalnych i przeciwbólowych, antybiotyków, itp.) wbudowanych w nośniki, w szczególności w fotoresponsywne hydrożele syntezowane na bazie polimerów pochodzenia naturalnego.
3. Teoretyczne obliczenia kwantowo-chemiczne (Gaussian 09W) molekuł pozwalające m.in. na wyznaczenie struktury przestrzennej badanych związków, energii stanów elektronowych, sił oscylatorów danych przejść elektronowych, wartości czynników określających udziały jednoelektronowych przejść pomiędzy orbitalami obsadzonymi i wirtualnymi w całym przejściu oraz momentów dipolowych.
4. Badania układów kilku nukleonów leżące u podstaw fizyki jądrowej, które są niezbędne dla zrozumienia oddziaływań jądrowych, własności jąder i mechanizmów reakcji jądrowych. Głównym przedmiotem zainteresowań jest tzw. reakcja breakupu, w której deuteron ulega rozbiciu w wyniku zderzenia z protonem lub deuteronem. Badania eksperymentalne skupiają się na roli jaką odgrywa w tych procesach tzw. siła 3-nukleonowa.
5. Badania zderzeń w zakresie energii niskich i pośrednich (od 5 eV do 30 keV).Do uzyskania odpowiedniej energii wykorzystuje się akceleratory liniowe, w których jony atomów lub molekuł (pocisków) są formułowane w wiązkę i przyspieszane. W zależności od potrzeb wiązka jonowa może być zneutralizowana w komorze wymiany ładunku. Taka wiązka „pocisków” zderza się z tarczą atomową lub molekularną pod ciśnieniem rzędu kilku mPa lub z powierzchniami metali. Znajdujące się w ZFAiM trzy takie układy doświadczalne wykorzystywane są do obserwacji chemiluminescencji lub luminescencji wynikającej z oddziaływania pocisków z tarczą.  Prowadzone są badania struktury poziomów energetycznych zarówno tarczy jak i pocisków oraz wpływu zewnętrznego pola elektrycznego na tą strukturę i sam proces zderzenia. Wykorzystanie Efektu Starka i spektroskopii antykrzyżujących się poziomów umożliwia między innymi badanie oddziaływania wiatru słonecznego z gazami występującymi w górnych warstwach atmosfery planet Układu Słonecznego.
6. Badania struktury linii atomowych techniką spektroskopii emisyjnej. W układzie doświadczalnym wzbudzane są atomy lub molekuły poprzez wyładowanie wysokiej częstości w ustalonym polu magnetycznym. Zastosowany układ detekcji o dużej zdolności rozdzielczej umożliwia analizę nadsubtelnej struktury linii widmowych i wyznaczenie między innymi współczynników Landego. Ich znajomość potrzebna jest między innymi do kalibracji wielkości pól magnetycznych, także wyznaczania pól magnetycznych gwiazd, w szczególności gwiazd typu cp. oraz określenia desygnacji poziomów atomowych.  Układ doświadczalny umożliwia również analizę niektórych “linii wzbronionych”.
7. Analiza struktury poziomów energetycznych z wykorzystaniem laserowej spektroskopii absorpcyjnej. Układ katody wnękowej z systemem laserów przestrajalnych z fazoczułą detekcją optogalwaniczną bądź LIF umożliwia badanie struktury poziomów energetycznych. Badania polegają na obserwacji zmian natężenia linii widmowych w wyniku wpływu pola magnetycznego na poziomy energetyczne badanego atomu oraz oddziaływania promieniowania mikrofalowego i laserowego z atomem.

Zakład Spektroskopii Fazy Skondenspowanej 

1. Wytwarzanie oraz charakteryzacja fizykochemiczna materiałów optoelektronicznych (przede wszystkim dielektryków domieszkowanych jonami ziem rzadkich i metali przejściowych) mających zastosowanie jako luminofory, materiały laserowe, scyntylatory, dozymetry i ekrany rentgenowskie

2.Badania materiałów optoelektronicznych metodami spektroskopowymi oraz fotoelektrycznymi w funkcji temperatury oraz ciśnienia wytwarzanego z użyciem komór z kowadłami diamentowymi

3.Badanie wpływu stanów pośrednich (stanów z przeniesieniem ładunku oraz ekcytonowych) na własności spektroskopowe jonów domieszek w matrycach dielektrycznych

4. Badania procesów lokalizacji, delokalizacji oraz transportu nośników ładunku w dielektrykach domieszkowanych jonami ziem rzadkich

5.Badanie stabilności multiwalencyjnych układów jonów ziem rzadkich w matrycach nieorganicznych z wykorzystaniem inżynierii defektów punktowych

Laboratorium Dydaktyki Fizyki

1. Metody nauczania fizyki wymuszające współuczestnictwo, aktywność ucznia=uczącego się (tzw. metody heurystyczne, między innymi nauczanie przez szukanie odpowiedzi na pytania),

2. Problemy poprawności merytorycznej i metodycznej przekazywanych treści fizycznych (podręczników szkolnych i akademickich, publikacji popularnonaukowych)

3. Zastosowania nowoczesnych narzędzi metodycznych, technicznych, technik pomiarowych w dydaktyce fizyki 

4. Kształcenie młodzieży szkolnej,

5.Popularyzacja fizyki.