Struktura

W Katedrze wydzielone są dwa zakłady: Zakład Fizyki Matematycznej i Informatyki Kwantowej (kier. prof. Jakub Rembieliński) oraz Zakład Podstawowych Problemów Fizyki (kier. prof. Bogusław Broda). W Katedrze pracuje 14 osób w tym 5 profesorów (trzech zwyczajnych i dwóch nadzwyczajnych) oraz studiuje 6 doktorantów. Kierownikiem Katedry jest profesor Jakub Rembieliński.

Katedra Fizyki Teoretycznej UŁ prowadzi badania teoretyczne w obszarze fizyki kwantowej, teorii cząstek elementarnych, teorii grawitacji, elektrodynamiki kwantowej, informatyki i informatyki kwantowej. Między innymi w Katedrze stworzona została teoria mechaniki kwantowej z symetrią Lorentza, ale oparta na założeniu istnienia układu wyróżnionego, a więc wychodząca poza zasadę względności Einsteina. Ponadto w pionierskich pracach znaleziono i przeanalizowano relatywistyczne spinowe korelacje kwantowe i zaproponowano szereg eksperymentów korelacyjnych typu Einsteina–Podolskiego-Rosena pozwalających testować relatywistyczną mechanikę kwantową a także zasadę względności na poziomie kwantowym. Zbudowano też teorię stanów koherentnych maksymalnie lokalizujących stany kwantowe w przestrzeni fazowej. Prace dotyczące konstrukcji kwantowych stanów koherentnych dla przestrzeni konfiguracyjnych o nietrywialnej topologii i korespondujących przestrzeni Bargmanna, znalazły zastosowanie w teorii kwantowej grawitacji, a być może będą pomocne w kwantowym opisie nanocząstek. Z drugiej strony jako nietrywialne zastosowanie przedstawionych stanów koherentnych zaproponowane zostały nowe relacje nieoznaczoności dla cząstki na okręgu. Przedstawione zostały również stany koherentne dla cząstki w polu magnetycznym. Stany te są lepiej zlokalizowane w przestrzeni fazowej niż dobrze znane stany Malkina i Manki i są przez to lepsze. Badany jest również wpływ fluktuacji próżni kwantowej na pole grawitacyjne, co wyjaśniałoby przyspieszoną ekspansję Wszechświata. Badania z zakresu informatyki kwantowej dotyczą przede wszystkim kwantowej teorii informacji. W szczególności badany jest problemem klasyfikacji i opisu ilościowego korelacji obecnych w wieloskładnikowych układach kwantowych, jak również przetwarzanie informacji w kwantowych układach relatywistycznych. Badane są też zagadnienia z zakresu kwantowego kodowania informacji. Poza tym prowadzone są badania dotyczące wyszukiwania semantycznego. Analizowane są mianowicie problemy dotyczące ontologii różnych dziedzin oraz ich wykorzystania w dostępie do publikacji naukowych w Internecie Semantycznym. W szczególności tworzona jest w języku OWL 2 ontologia mechaniki kwantowej.

Katedra Fizyki Teoretycznej UŁ jest współinicjatorem powstania i współzałożycielem Krajowego Centrum Informacji Kwantowej (KCIK) z siedzibą w Gdańsku. Profesorowie Krzysztof Kowalski i Jakub Rembieliński są członkami Rady Naukowej KCIK. Profesor Jakub Rembieliński koordynuje prace sieci naukowej LFPPI (Laboratorium Fizycznych Podstaw Przetwarzania Informacji), grupującej 18 polskich ośrodków uniwersyteckich i instytutów PAN – łącznie 30 zespołów naukowych, zajmujących się teorią i zastosowaniami informacji i inżynierii kwantowej (komputery kwantowe, kwantowa teleportacja, splątanie stanów kwantowych). Katedra Fizyki Teoretycznej jest też jednym z inicjatorów powstania Konsorcjum „Narodowe Laboratorium Technologii Kwantowych”, w którego Radzie zasiada prof. Rembieliński. Prof. Rembieliński jest też członkiem prezydium Rady Konsorcjum „Polska Fizyka Cząstek”. Katedra jest zaangażowana we współpracę z Deutsche Electronen Synchrotron (DESY) oraz prace konsorcjum polsko–niemieckiego QUEST (UJ, UŁ, UW, IFJ PAN i Technische Universität Darmstadt).

Kierownik:

Pracownicy: