Działalność naukowo-badawcza Zespołu Fizyki Teoretycznej prowadzona jest w oparciu o badania statutowe i projekty badawcze realizowane przez młodych naukowców. Badania podzielone są na trzy grupy problemowe:
1) „Opis termodynamiki stanu nadprzewodzącego indukującego się w nadprzewodnikach o elektronowo-fononowym mechanizmie parowania”.
Po odkryciu w 2014 roku nadprzewodnika o rekordowo wysokiej wartości temperatury krytycznej, naturalnym kierunkiem dalszych badań było poszerzenie wiedzy na temat stanu nadprzewodzącego w układach typu H3S i PH3. W ramach tego zadania prowadzone są obliczenia numeryczne przy użyciu metod ab-initio oraz klasycznego i rozszerzonego o poprawki wierzchołkowe formalizmu Eliashberga.
2) „Jakościowa analiza przerwy energetycznej i pseudoszczeliny w miedzianach w ramach modelu uwzględniającego oddziaływanie trójciałowe”.
Zasadniczy problem dotyczący opisu termodynamiki stanu nadprzewodzącego w miedzianach związany jest z poprawnym określeniem mechanizmu parującego odpowiedzialnego za kondensację elektronów w pary Coopera. W literaturze dominuje pogląd, iż główną rolę odgrywają silne korelacje elektronowe modelowane w ramach teorii Hubbarda lub modelu t-J. Z drugiej strony wiele danych eksperymentalnych wskazuje również na istotne znaczenie oddziaływania elektron-fonon. W ramach tego zadania analizowany jest model oparty na hamiltonianie z członem oddziaływania typu elektron-fonon i elektron-elektron-fonon, który w sposób precyzyjny pozwala na opis wybranych wielkości charakteryzujących stanu nadprzewodzący w nadprzewodnikach niekonwencjonalnych – miedzianach
3) „Dynamika molekuły wodoru z zewnętrznym wymuszeniem”.
Celem tego zadania jest określenie warunków przy których molekuła wodoru znajdujące się pod wpływem ujemnej i dodatniej siły zewnętrznej w obecności harmonicznego pola elektrycznego przechodzi w stan chaotyczny. Istotne są implikacje astrofizyczne, spektroskopowe i inne fizyczne.
Czynna współpraca z ośrodkami w kraju i za granicą:
- Sapienza University of Rome, Italy.
- Jiangsu Normal University, China.
- Qatar Environment and Energy Research Institute, Qatar.
- Institute of Complex Systems, CNR, Italy.
- Institute for Molecules and Materials, University of Maine, France.
- AGH University of Science and Technology
- University of Zielona Góra
Aparatura badawcza wykorzystywana w zakładzie:
- Aparaturę badawczą stanowi klaster obliczeniowy składający się z 24 węzłów obliczeniowych o łącznej mocy 7,2 TFLOPS i pamięci RAM równej 1,5 TB
Najciekawsze wyniki naukowe z ostatnich kilku lat:
- zaproponowanie modelu teoretycznego opisującego niekonwencjonalne nadprzewodnictwo wysokotemperaturowe (wyjście poza teorię pola średniego).
- pierwszy ilościowy opis termodynamiki stanu nadprzewodzącego układów typu H3S, H3P oraz H3Cl w ramach klasycznego oraz rozszerzonego modelu Eliashberga.
- opracowanie metody pozwalającej na opis zjawisko chaosu w układach molekularnych z zewnętrznym wymuszeniem.
Najważniejsze prace dotyczące nadprzewodnictwa w związkach wodorowanych:
- Physica C 554, 38–43 (2018),
- J. Chem. Phys. 149, 074101 (2018),
- Sci. Rep. 8, 6037 (2018),
- Sci. Rep. 7, 4473 (2017).
Najważniejsze prace dotyczące nadprzewodnictwa w miedzianach:
- J. Supercond. Nov. Magn. 31, 19–28 (2018),
- Phys. Lett. A 381, 3332–3336 (2017),
- Ann. Phys. (Berlin) 529, 1600254 (2017)
Najciekawsze prace dyplomowe / projekty ze studentami:
- M. Jaguścik: Budowa teleskopu zwierciadlanego do obserwacji astronomicznych.
- K. Skoczylas: Symetria parametru porządku oraz właściwości termodynamiczne miedzianów.
- A. Olesik: Opis właściwości magnetycznych układu oddziałujących spinów w ramach modelu Heisenberga.
- A. Auguścik: Studium teoretyczne i eksperymentalne dynamiki podwójnego wahadła fizycznego
Najważniejsze nagrody i wyróżnienia pracowników zakładu oraz studentów znajdujących się pod ich opieką
-
A. Durajski: Stypendium Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego dla Wybitnych Młodych Naukowców, Warszawa (2018)
-
A. Auguścik: nagrodę II stopnia za najlepszą pracę magisterską na Wydziale Inżynierii Produkcji i Technologii Materiałów Politechniki Częstochowskiej w roku akademickim 2017/2018, Częstochowa (2018)
-
A. Durajski: Stypendium Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej dla Młodych Uczonych START, Warszawa (2017)
-
A.P. Durajski: Wyróżnienie Polskiego Towarzystwa Fizycznego za rozprawę doktorską z fizyki, Kielce (2015).
- K. Skoczylas: Stypendium Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego za wybitne osiągnięcia na rok akademicki 2015/2016, Warszawa (2015).
- A.P. Durajski: Stypendium Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego za wybitne osiągnięcia na rok akademicki 2013/2014, Warszawa (2014).
- A.P. Durajski: Wyróżnienie Polskiego Towarzystwa Fizycznego za pracę magisterską z fizyki, Warszawa (2013).