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Die Kernphysik ist das Gebiet der Physik, das die Komponenten und Wechselwirkungen des Atomkerns untersucht. Die häufigsten Anwendungen der Kernphysik sind die Erzeugung von Kernkraft und die Nuklearwaffentechnologie. Die Forschung hat jedoch in vielen Bereichen Anwendung gefunden, einschließlich der Nuklearmedizin, der Magnetresonanztomographie und der Ionenimplantation in der Materialtechnik und der Geschichte der Radiokohlenwasserstoffe in der Geologie und Archäologie.
Atom-, Molekular- und Optische Physik (AMO) ist die Untersuchung der Wechselwirkungen von Materie und leichter Materie auf der Skala einzelner Atome und Moleküle. Die drei Regionen werden aufgrund ihrer Wechselbeziehungen, der Ähnlichkeit der verwendeten Methoden und der gegenseitigen Abhängigkeit verwandter Energieskalen zu Gruppen zusammengefasst. Alle drei Bereiche umfassen klassische, halbklassische und quantitative Behandlungen; Sie können ihr Thema aus mikroskopischer Sicht behandeln.
Die Atomphysik untersucht die elektronischen Schalen von Atomen. Die aktuelle Forschung konzentriert sich auf die Aktivitäten der Quantenkontrolle, Kühlung und des Einfangens von Atomen und Ionen.
Niedertemperatur-Kollisionsdynamik und elektronischer Verbindungseffekt auf Struktur und Dynamik. Die Atomphysik wird vom Kern beeinflusst, aber Phänomene innerhalb des Kerns wie Spaltung und Fusion werden als Teil der Kernphysik betrachtet.
Die Molekularphysik konzentriert sich auf mehratomige Strukturen und ihre internen und externen Wechselwirkungen mit Materie und Licht. Die Photophysik unterscheidet sich von der Optik dadurch, dass sie sich nicht auf die Steuerung klassischer Lichtfelder durch mikroskopische Objekte konzentriert, sondern auf die grundlegenden Eigenschaften optischer Felder und ihre Wechselwirkungen mit Materie im mikroskopischen Feld.
Die Physik der kondensierten Materie ist das Gebiet der Physik, das sich mit den makroskopischen physikalischen Eigenschaften der Materie befasst. Insbesondere geht es um die "kondensierten" Phasen, die immer dann auftreten, wenn die Anzahl der Partikel in einem System extrem groß ist, und um die starken Wechselwirkungen zwischen ihnen. Die häufigsten Beispiele für kondensierte Phasen sind Feststoffe und Flüssigkeiten, die durch die Bindung durch die elektromagnetische Kraft zwischen Atomen entstehen. Exotischere kondensierte Phasen umfassen Superfluid- und Bose-Einstein-Kondensatoren, die in einigen Atomsystemen bei sehr niedrigen Temperaturen gefunden werden, die supraleitende Phase, die durch Leitungselektronen in einigen Materialien gezeigt wird, sowie magnetische und antipyretische Phasen in Atomgitterzyklen
Die physikalische Kosmologie ist das Studium der Bildung und Entwicklung des Universums in größerem Maßstab. Albert Einsteins Relativitätstheorie spielt in allen modernen kosmologischen Theorien eine große Rolle. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts entdeckte Hubble, dass sich das Universum ausdehnt, wie in einem Hubble-Diagramm gezeigt, und konkurrierte mit Interpretationen, die als stationäres Universum und Urknall bekannt sind.
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