Die Fachgruppe Physik
Die Fachgruppe Physik ist für die fachwissenschaftlichen Physik-Studiengänge der Universität zu Köln und das Unterrichtsfach Physik in den Lehramtsstudiengängen Gymnasium/Gesamtschule sowie Berufskolleg zuständig. Sie besteht aus fünf Instituten, die eigenständige wissenschaftliche Einrichtungen sind und eng miteinander kooprieren, und hat eine gemeinsame Infrastruktur:
Das Institut für Astrophysik (früher I. Physikalisches Institut) ist in der astrophysikalischen Forschung vom Millimeter- bis Nahinfrarotwellenlängenbereich aktiv (Struktur von Molekülwolken, Sternentstehung, das Zentrum der Milchstraße sowie Kerne anderer Galaxien) und ist maßgeblich und z. T. führend an internationalen Instrumentenentwicklungen beteiligt (HIFI auf dem Herschel Satelliten, GREAT/STAR auf SOFIA, LINC/NIRVANA für das LBT, MIRI auf dem JWST). Diese Leistungen werden ergänzt durch Laborastrophysik und hochauflösende Molekülspektroskopie.
Im Vordergrund der Forschungstätigkeit am II. Physikalischen Institut stehen die Herstellung, Charakterisierung und Untersuchung von Materialsystemen mit außergewöhnlichen Eigenschaften oder Funktionen (z.B. supraleitende, ferroelektrische und -magnetische Oxide, Lanthanidverbindungen, Funktionskeramiken, intermetallische Materialien, sowie organische Leiter). Neben einem nahezu vollständigem Spektrum an Standardmethoden zur Untersuchung von Volumen- und Schichtproben, wird besonders die Spektroskopie auf breitem und international höchstem Niveau betrieben.
Am Institut für Kernphysik (IKP) wird die Struktur des Atomkerns studiert. Die am IKP meistgebrauchten experimentellen Werkzeuge dazu sind die Spektroskopie angeregter Atomkerne mit Hilfe leistungsfähiger, effizienter Gamma- und Teilchenspektrometer. Grundlegende Voraussetzung dazu ist der am IKP betriebene 10 MV Tandembeschleuniger für die Erzeugung der gewünschten Atomkerne nach Kernreaktionen, die mit Hilfe hochenergetischer Ionenstrahlen induziert werden. Durch Messung von Gamma-Quanten und Konversionselektronen ist es möglich, die Eigenschaften angeregter Kernzustände und ihrer elektromagnetischen Zerfälle detailliert zu verstehen.
Die Forschungsschwerpunkte am Institut für Theoretische Physik reichen von der Biophysik bis zur Nanophysik, von Eigenschaften neuer Materialien bis zur Quantengravitation. Dabei arbeiten wir eng mit Experimentalphysiker*innen, Mathematiker*innen, Chemiker*innen und Biolog*innen zusammen.
Moderne Biophysik verknüpft verschiedene Skalen biologischer Systeme, von Mechanismen molekularer Funktionen in der Zelle bis hin zur Evolution biologischer Information in einer Population. Unsere Forschung verbindet diese Arbeitsgebiete zu einer interdisziplinären Wissenschaft lebender Systeme.