Теоретична фізика
Основна задача теоретичної фізики як галузі знань полягає у дослідженні явищ природи та передбачення, розуміння та передбачення властивостей фізичних систем у реальному світі за допомогою створення математичних моделей. Однак на відміну від суто математичних абстрактних дисциплін та математичної фізики (яка має багато спільного з теоретичною фізикою) область інтересів теоретичної фізики зосереджена саме у побудові математичних моделей на основі гіпотез, припущень, узагальнення експериментальних спостережень, та співставленню цих моделей з реальністю. Іноді трапляється так, що явища природи можна передбачити на теоретичному рівні ще до експериментального спостереження.
У широкому розумінні методи теоретичної фізики охоплюють дослідження всіх фізичних явищ та процесів, від мікроскопічного рівня (елементарні частинки, атоми та молекули) до макроскопічного (гравітаційна взаємодія, астрономічні явища). Окрім фундаментальних досліджень методи теоретичної фізики мають важливий прикладний аспект і застосовуються для розвитку сучасних технологій, у дослідженні властивості нових матеріалів тощо.
Теоретична фізика давно стала міждисциплінарною, її методи широко застосовуються у інших галузях, наприклад у біофізиці, медичній фізиці, геофізиці, хімічній фізиці. Поділ фізики на теоретичну та експериментальну відбувся у минулому столітті у зв’язку з ускладненням математичних моделей з одного боку та експериментальних методик з іншого. У наш час, після появи потужних методів комп’ютерного моделювання, відмінності між теоретичним та експериментальним підходом вже перестали бути діаметрально протилежними.
Навчання на кафедрі
Щоб до нас приєднатись, спершу потрібно вступити на фізичний факультет. За нашою спеціальністю студенти починають навчання з третього курсу. У даний час ми викладаємо за спеціалізованою освітньою програмою “Квантові комп’ютери, обчислення та інформація” разом з кафедрою експериментальної фізики. Протягом двох років бакалаврату і згодом двох років магістратури студенти слухають базові та додаткові курси теоретичної фізики, а також спеціальні курси згідно з навчальним планом цієї програми.
Починаючи з третього курсу студенти вибирають наукового керівника та тему для наукової роботи, яка виконується паралельно з навчанням. Окрім викладачів з фізичного факультету науковими керівниками часто стають провідні науковці з НАН України. До завершення магістратури частина наших студентів мають публікації у рейтингових наукових журналах, що дає можливість продовжувати навчання та наукову роботу у аспірантурі.
Чим займаються наші випускники
Наукова діяльність та викладання: велика частина випускників продовжує навчання у аспірантурі у вітчизняних та закордонних наукових установа для отримання наукового ступеня доктора філософії (Ph.D.), після чого можна працювати на відповідній позиції, займаючись науковими дослідженнями, приєднуючись до наукових груп, або створюючи власні. Також поширеною є викладацька робота в університетах та коледжах, де наші випускники викладають предмети з фізики та математики.
Промисловість та технології: у багатьох промислових компаніях є потужні дослідницькі лабораторії, які займаються розвитком нових технологій, де також потрібні теоретичні дослідження та комп’ютерне моделювання.
IT-технології: робота у галузях розробки програмного забезпечення, які вимагають відповідної ерудиції у математичних методах. Зараз поширеними задачами, де можуть працювати фізики-теоретики є аналіз та аналітика складних даних, та розробка алгоритмів та моделей. Крім традиційних обчислень на стандартних комп’ютерах актуальними є також квантові обчислення, для роботи з квантовими алгоритмами потрібні знання з теоретичної фізики, зокрема з квантової оптики.
Фінансова аналітика та консалтинг: математична підготовка фізика-теоретика цілком дозволяє займатися фінансовим аналізом, працювати в інвестиційних та консалтингових компаніях, фондах та банках, скрізь, де використовуються математичні моделі та аналітика.
Державні установи та інше: це можуть бути державні фонди або організації, які фінансують наукові дослідження, де можна працювати консультантами або аналітиками. Напрямки діяльності залежать від особистих інтересів та навичок, дехто створює власний бізнес і успішно його розвиває.