Physique

Le développement de la théorie physique recourt systématiquement aux méthodes mathématiques, qu'il s'agisse de relations de proportionnalité simples comme la loi d'Ohm ou des solutions d'équations différentielles complexes multidimensionnelles telles que celle décrivant la fonction d'onde de l'atome d'hydrogène. L'étude de ces sujets exige donc un haut degré d'abstraction et de capacités de raisonnement mathématique.

Le cursus de l'Université RWTH de Rhénanie-Westphalie (RWTH) couvre tous les sous-domaines de la physique. Le mémoire de licence offre un premier aperçu de la grande diversité des axes de recherche en physique :

En physique des particules élémentaires, on étudie les constituants fondamentaux de la matière et leurs interactions. La découverte du boson de Higgs au CERN, en collaboration avec plusieurs départements de physique de la RWTH, constitue un succès majeur dans ce domaine.

L'astrophysique des particules et la cosmologie physique éclairent l'origine et l'évolution de l'univers.

La matière noire est l'un des sujets de recherche, notamment à bord de la Station spatiale internationale, où, toujours en collaboration avec l'université RWTH, les expériences du spectromètre magnétique Alpha contribuent à examiner des questions relatives à l'existence ou à la nature de la matière noire. La physique de la matière condensée étudie l'ensemble des propriétés physiques, des corps solides aux particules atomiques, afin de révéler de nouvelles perspectives d'application des résultats de la recherche. Dans le cadre d'un programme phare de l'UE, des physiciens de la RWTH examinent, avec d'autres partenaires européens, comment les propriétés des graphes peuvent être utilisées.

Les nouveaux matériaux et concepts pour le traitement de l'information sont au cœur de la nanoélectronique. Ici, on développe des supports de stockage à réaction rapide et non insaisissables pour des architectures informatiques à faible consommation d'énergie. Dans le domaine de l'information quantique, la recherche se concentre sur une nouvelle méthode de traitement de l'information, qui exploite précisément le manque de définition propre à la mécanique quantique. La technologie quantique étudie les propriétés des systèmes quantiques et explore comment les utiliser, par exemple dans de nouvelles applications de traitement de l'information quantique. La physique de la matière molle active étudie les microparticules autopropulsées telles que les microrobots et les micro-organismes, ainsi que les matériaux et les applications qui en découlent, par exemple en médecine et en génie mécanique. La biophysique examine les propriétés physiques des systèmes biologiques ou établit des méthodes physiques applicables aux sciences de la vie. En physique médicale, les chercheurs s'efforcent d'optimiser les méthodes de diagnostic et de thérapie médicale, par exemple en ce qui concerne les techniques d'imagerie ou la radiothérapie et la thérapie laser. L'optique et la physique des lasers se concentrent sur le développement de nouvelles technologies optiques, telles que la nano-optique.