institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · institutionen har under...

23
Sid 1 (23) Umeå universitet, 901 87 Umeå Institutionen för fysik/Kjell Rönnmark Telefon: 090-786 67 89. Telefax: 090-786 66 73 E-post: [email protected] www.physics.umu.se 11-03-02 Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 Allmänt Institutionen är för närvarande i ett tillstånd av snabb utveckling och stora förändringar. Ett tecken på denna utveckling är att Umeå universitet 2010 utsåg två starka forskningsmiljöer föreslagna av institutionens forskare, nämligen Integrated Science Laboratory (PI Martin Rosvall) samt Ljus i Naturvetenskap och Teknik (PI Ove Axner). Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitetslektorer, forskarassistenterna David Barbero och Magnus Andersson, postdoktorerna Subhendu Paul, Ghosne Elbane Rahali, Christopher Harvey, Amol Holkundkar, Harri Mäkälä och Sang Hoon Lee, samt antagit doktoranderna Hamid Reza Barzegar Goltapehei, Avazeh Hashemloo, Da Wang, Alcides Viamontes Esquivel, Amir Asadpoordarvish, Isak Silander, Dmitry Kobyakov, och Johan Zakrisson. Lokaler Institutionens lokaler genomgår under 2009-2011 en omfattande renovering och ombyggnad. Fysikhuset har inte renoverats sedan det byggdes 1979, och institutionen begärde därför 2007 en översyn av lokalerna. Akademiska hus föreslog som svar på denna begäran att UmU skulle ta ett helhetsgrepp på de lokaler som institutionen använder och skapa ett sammanhållet Fysikblock, inne- hållande både undervisnings- och forskningslokaler. Arbetet med detta pågår för närvarande. Under 2009-2010 har undervisningslokalerna i NA-huset byggts om och samlats i husets östra del, som förbundits med Fysikhuset via en Skywalk. För att förbättra studenternas arbetsmiljö har en öppen studentarea skapats på plan 3 i NA-huset i form av en bred, ljus korridor med arbetsplatser och tillgång till grupprum, i direkt anslutning till lektionssalar, datasalar och de lokaler som disponeras av Integrated Science Lab (IceLab). Under hösten 2010 har institutionens undervisningslaboratorier, förråd och preparationsrum gradvis flyttats tillbaka in i de nya lokalerna NA-huset, och i skrivande stund återstår bara att flytta en del förråd till de nya lokalerna. De allra flesta av höstterminens laborationer har kunnat genomföras i de nya lokalerna, och de tre nya lektionssalarna i NA-huset används flitigt. De nya datasalarna, liksom studentarean där utanför, har också blivit populära samlingsplatser för institutionens studenter som tidigare har saknat en "hemmaplan". Strax innan institutionen flyttade tillbaka till sina nyrenoverade undervisningslokaler i NA-huset evakuerades å andra sidan samtliga kontor, förråd och forskningslaboratorier från Fysikhuset, där ombyggnaden påbörjades i september 2010. Institutionens personal och forskningslokaler är nu utspridda i NA-, NB-, NC-, Biologi- och Kemi-husen samt i KBC, vilket leder till vissa logistiska pro- blem. Tack vare god planering och hårt arbete av främst TA-personal och labbansvariga, och med god hjälp av universitetets flyttavdelning, har dock alla dessa omflyttningar kunnat genomföras parallellt med ordinarie forsknings- och undervisningsarbete med förvånansvärt små störningar i arbetet. Ombyggnadsarbete pågår nu i Fysikhuset, där befintlig ventilationsanläggning och elinstallation har avlägsnats och ett stort antal innerväggar rivits. Byggandet av nya väggar, ny ventilationsanläggning och nya elinstallationer pågår, och en tredje laboratorievåning liksom en fjärde kontorsvåning har byggts. Arbetet med en ny entré i anslutning till den nya skywalken har också inletts. Hela ombygg- nationen förväntas vara färdig vid halvårsskiftet 2011, och efter sommaren kommer vi att kunna flytta

Upload: others

Post on 23-Mar-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 1 (23)

Umeå universitet, 901 87 Umeå Institutionen för fysik/Kjell Rönnmark Telefon: 090-786 67 89. Telefax: 090-786 66 73 E-post: [email protected] www.physics.umu.se

11-03-02

Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010

Allmänt Institutionen är för närvarande i ett tillstånd av snabb utveckling och stora förändringar. Ett tecken på denna utveckling är att Umeå universitet 2010 utsåg två starka forskningsmiljöer föreslagna av institutionens forskare, nämligen Integrated Science Laboratory (PI Martin Rosvall) samt Ljus i Naturvetenskap och Teknik (PI Ove Axner).

Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitetslektorer, forskarassistenterna David Barbero och Magnus Andersson, postdoktorerna Subhendu Paul, Ghosne Elbane Rahali, Christopher Harvey, Amol Holkundkar, Harri Mäkälä och Sang Hoon Lee, samt antagit doktoranderna Hamid Reza Barzegar Goltapehei, Avazeh Hashemloo, Da Wang, Alcides Viamontes Esquivel, Amir Asadpoordarvish, Isak Silander, Dmitry Kobyakov, och Johan Zakrisson.

Lokaler Institutionens lokaler genomgår under 2009-2011 en omfattande renovering och ombyggnad. Fysikhuset har inte renoverats sedan det byggdes 1979, och institutionen begärde därför 2007 en översyn av lokalerna. Akademiska hus föreslog som svar på denna begäran att UmU skulle ta ett helhetsgrepp på de lokaler som institutionen använder och skapa ett sammanhållet Fysikblock, inne-hållande både undervisnings- och forskningslokaler. Arbetet med detta pågår för närvarande. Under 2009-2010 har undervisningslokalerna i NA-huset byggts om och samlats i husets östra del, som förbundits med Fysikhuset via en Skywalk. För att förbättra studenternas arbetsmiljö har en öppen studentarea skapats på plan 3 i NA-huset i form av en bred, ljus korridor med arbetsplatser och tillgång till grupprum, i direkt anslutning till lektionssalar, datasalar och de lokaler som disponeras av Integrated Science Lab (IceLab).

Under hösten 2010 har institutionens undervisningslaboratorier, förråd och preparationsrum gradvis flyttats tillbaka in i de nya lokalerna NA-huset, och i skrivande stund återstår bara att flytta en del förråd till de nya lokalerna. De allra flesta av höstterminens laborationer har kunnat genomföras i de nya lokalerna, och de tre nya lektionssalarna i NA-huset används flitigt. De nya datasalarna, liksom studentarean där utanför, har också blivit populära samlingsplatser för institutionens studenter som tidigare har saknat en "hemmaplan".

Strax innan institutionen flyttade tillbaka till sina nyrenoverade undervisningslokaler i NA-huset evakuerades å andra sidan samtliga kontor, förråd och forskningslaboratorier från Fysikhuset, där ombyggnaden påbörjades i september 2010. Institutionens personal och forskningslokaler är nu utspridda i NA-, NB-, NC-, Biologi- och Kemi-husen samt i KBC, vilket leder till vissa logistiska pro-blem. Tack vare god planering och hårt arbete av främst TA-personal och labbansvariga, och med god hjälp av universitetets flyttavdelning, har dock alla dessa omflyttningar kunnat genomföras parallellt med ordinarie forsknings- och undervisningsarbete med förvånansvärt små störningar i arbetet.

Ombyggnadsarbete pågår nu i Fysikhuset, där befintlig ventilationsanläggning och elinstallation har avlägsnats och ett stort antal innerväggar rivits. Byggandet av nya väggar, ny ventilationsanläggning och nya elinstallationer pågår, och en tredje laboratorievåning liksom en fjärde kontorsvåning har byggts. Arbetet med en ny entré i anslutning till den nya skywalken har också inletts. Hela ombygg-nationen förväntas vara färdig vid halvårsskiftet 2011, och efter sommaren kommer vi att kunna flytta

Page 2: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 2 (23)

tillbaka kontor och forskningslaboratorier till Fysikhuset. Vi hoppas att denna återflyttninga ska kunna vara genomförd före årets slut, och att eventuella störningar i forskningsarbetet ska kunna kompenseras av de nya möjligheter som skapas av den pågående renoveringen, som bland annat omfattar byggandet av ett renrum för polymer elektronik.

Institutionens kvalitetsarbete 2010 Fokus i kvalitetsarbetet ligger på förbättringar inom administration, utbildning och forskning. Ständig förbättring av verksamheten ger oss nöjdare studenter, medarbetare, framtida arbetsgivare samt smartare arbetsrutiner vilket spar ar både tid och resurser.

Parallellt med arbetet att utveckla kvalitetsledningssystemet startade vi därför ett antal förbättring-sprojekt våren 2008. Projektgruppernas resultat som publicerades på institutionens kvalitets-webbplats i oktober 2009 gav bra resultat och har mottagits positivt av våra medarbetare som använder dessa i sitt dagliga arbete. Även övriga informationskanaler utnyttjades för att göra resultaten kända bland medarbetarna.

Vår modell för att arbeta med ständiga kvalitetsförbättringar utgörs av de fyra återkommande stegen: Planera – Genomför – Följ upp – Åtgärda.

Under 2010 har vi tagit itu med Följ upp-steget, vilket innebär att vi tagit reda på om projektresul-taten blivit så effektiva som vi förväntat oss. Nedan beskrivs kortfattat uppföljningen av de sex slutförda förbättringsprojekten.

Rapportering av studieresultat Projektets syfte var att minska riskerna för felaktig betygsrapportering p.g.a. bristfälliga underlag. Bristfälliga underlag innebär dessutom onödigt tidskrävande hantering , sämre service till studenterna och risk för bristande rättssäkerhet.

För projektet gäller att projektmålen i stort sett har uppfyllts. Effekterna har blivit: effektivare och säkrare service till studenterna, ökad förståelse att bedriva verksamheten mer effektivt och att reducera strul, arbetet har blivit betydligt mer strukturerat, effektivare och trevligare. Hanteringen av kodade tentor har dock medfört mer arbete, men de utarbetade rutinerna har fungerat bra. Fort-farande är dock ansvarsfördelningen mellan kursansvarig, labbhandledare och administratör oklar. För att komma tillrätta med detta problem kommer kurser som innehåller labbinslag att uppdelas i ett teorimoment och ett labbmoment.

Administrativ samordning Syftet med projektet var att effektivisera och strukturera institutionens administration. Vi ville skapa en effektiv och strukturerad organisation som kunde möta ökade krav och förväntningar från studenter, medarbetare, interna och externa kontakter samt se över back-up funktioner för ekonomi-, personal-, studieadministration samt övrig service. Diskussioner med närsläktade projekt har resulterat i tydligare ansvarsområden som innebär att administrationen kan arbeta effektivare, upprätthålla en högre kompetens vad gäller regelverk och rutiner samt att vi fått ett arbetsinnehåll som upplevs som stimulerande och utvecklande. Resultatet kan sammanfattas med: projektmålen har i det stora hela uppnåtts, tydligare ansvarsområden, risken för att uppdrag hamnar ”mellan stolar” har minskat, kompetenshöjning, effektivare arbetssätt, kompetensutveckling inom sitt ansvarsområde, positivt mottagande från institutionens medarbetare.

Våra administratörer fortsätter arbetet med att effektivisera rutiner och arbetssätt genom regelbundna möten där arbetsfördelning och hur man ska hantera nya, tillkommande arbetsuppgifter diskuteras.

För att nå alla medarbetare på institutionen med information om nyheter har tillskapats en ”administratörsruta” i fysiknytt.

Page 3: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 3 (23)

Introduktion av nya medarbetare Projektet resulterade i 3 checklistor, som ska användas som stöd, för de som ska introducera och ta hand om nyanställd personal, doktorander och gästforskare. Uppföljningen har skett genom att målgruppen har fått svara på tre frågor. Svarsfrekvensen blev 79 % och totalt svarade 15 medarbetare på frågorna. Undersökningens två första frågor visar att de svarande är mycket nöjda med mot-tagandet och den information och hjälp som institutionen ställer upp med. Den tredje frågan gällde förslag till förbättringar. Några saker som framfördes var: mer information på engelska, kurser i svenska för post-docs, institutionsmöten på engelska, information om boendet i förväg, en guide med allmän info om institutionen, en guide om praktiska saker utanför institutionen mm.

Det nya vaktmästeriet På uppdrag av prefekten startades ett förbättringsprojekt med uppgift att dels kartlägga och doku-mentera vilka krav, behov och förväntningar som institutionens medarbetare har på den tekniska servicen, dels reda ut hur dessa behov kan tillgodoses på ett effektivt och hållbart sätt och på en tillräckligt hög och jämn servicenivå. Målet på sikt är att våra medarbetare ska vara mycket nöjda med de tjänster som institutionen tillhandahåller inom teknisk service.

Exempel på tjänster som tillhör teknisk service är kontinuerlig uppgradering av kontorsmaterial-förrådet och handhavande av passerkort, nyckelhantering, skrivare och kopiering, diverse underhåll och service, institutionsinköp, posthantering, mm. Projektresultatet finns publicerat på institutionens webbplats. Uppföljning visar att projektresultatet är väl känt bland administrativ- och teknisk personal och delvis känt inom den övriga organisationen. Responsen från administrativ- och teknisk personal samt från vaktmästaren har överlag varit positiv medan responsen från övriga än så länge är svår att utvärdera eftersom resultatet inte är tillräckligt känt. Det finns alltså fortfarande en del att göra på kommunikationssidan.

Ansvarig vaktmästare tycker att organisationen av teknisk service – enligt det beslut som fattats av prefekten - är ”klockren”. Vissa detaljer med back-up funktionerna har dock inte fungerat tillfreds-ställande. Här är framförallt planering, information och framförhållning nyckelord. En detaljerad lista för vilken person som ansvarar för respektive servicetjänst finns numera på webbsidan under ”Våra anställda”.

Under samtalen med våra administrativa och tekniska medarbetare har det inte framkommit något som tyder på strukturfel i upplägget av teknisk-serviceorganisationen. Man har i samtal poängterat vikten av att alla på institutionen kontinuerligt framför synpunkter och förslag till förbättringar/ för-ändringar till de ansvariga.

Att genomföra en kurs och Att genomföra laborationer Som resultat av den nyss avslutade uppföljningen av de båda pedagogiska förbättringsprojekten Att genomföra en kurs och Att genomföra laborationer kommer i början av varje termin att anordnas en workshop där resultaten –numera permanentade - från de pedagogiska och administrativa projekten presenteras. En ansvarig är utsedd och han kommer att bjuda in de lärare och labbassistenter som ska ansvara för kurser eller labbmoment under terminen. I uppdraget ingår även att vara kontaktperson på institutionen för programansvariga. Framförda synpunkter och förslag till förbättringar kommer att vidarebefordras till berörda som fattar beslut om åtgärder.

I ansvarigheten ingår även att anordna pedagogiska seminarier med diskussioner om hur utbildnings-kvaliteten på våra kurser kan stärkas. Det finns klagomål i kursutvärderingar som ger anledning att diskutera vår undervisning. Det förekommer goda försök att utveckla och förnya det pedagogiska upplägget men information om detta sprids idag bara till ett fåtal i lärarlaget. Ett sätt att få igång en pedagogisk diskussion är att ordna seminarier där någon av institutionens lärare beskriver intressanta exempel från sin egen undervisning. Det kan därefter diskuteras, kommenteras och kompletteras med resultat från didaktisk forskning. Det finns också ett behov av att diskutera hur de allmänna målen i vår utbildning bättre kan nås, vilka kvalitetsegenskaper som är viktiga i en utbildningsprocess och hur man kommer till rätta med progressionsproblem ur ett programperspektiv.

Page 4: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 4 (23)

Grundutbildning

Antal helårsstudenter, genomströmning och distributionsformer Institutionen ansvarade för 97 kurstillfällen under 2010. Kurserna ingår nästan uteslutande i utbild-ningsprogram men 3 av dem var helt fristående nämligen sommaruniversitetskurserna Bemannad rymdfart och Vardagens mysterier förklarade samt vinterkursen Arktisk vetenskap. Omfattningen av grundutbildningen i fysik 2010 uttryckt i antal helårsstudenter HST uppgick till 268. Inom tekniska och naturvetenskapliga utbildningar fanns 190 HST (och dessutom 4 HST registrerade vid utländska universitet), inom lärarutbildningar 3 HST och inom det tekniska-naturvetenskapliga basåret 71 HST. Vi följer genomströmningen genom att granska löpande femårsmedelvärden. För åren 2006-2010 var den genomsnittliga genomströmningen 78% för kurser inom teknisk-naturvetenskapliga utbildningar. För kurser inom lärarutbildningar var den 98%. Utvecklingen sedan 2002 framgår av tabellen nedan. Dessutom ger vi en prognos för tillströmningen till kurserna för 2011.

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Tekniska-naturvet. utbildningar Antal HST 193 202 199 195 196 214 182 172 194 210 Antal HPR 154 163 155 151 153 161 165 127 142 172 HPR/HST (genomströmning) 0,80 0,81 0,78 0,77 0,78 0,75 0,91 0,74 0,73 0,82 Lärarutbildningar Antal HST 11 9 11 6 6 4 4 3 3 2 Antal HPR 11 7 10 5 6 4 5 3 3 2 HPR/HST (genomströmning) 1,05 0,76 0,89 0,89 1,00 1,00 1,09 0,95 0,92 0,88 Tekniskt-nat. basår. Antal HST 47 48 43 44 38 36 38 59 71 59 Totalt antal HST 251 259 253 245 240 254 224 232 268 271

Tabell. Antal helårsstudenter HST, helårsprestationer HPR samt genomströmning i fysik under åren 2002-2011. Data för 2011 baseras på prognoser.

Under 2010 gavs 2 nya kurser: 1) Analytisk mekanik 7,5 hp samt 2) Bemannad rymdfart 7,5 hp. Några av de senaste utbytesavtalen med utländska universitet är av en ny typ såtillvida att inresande studenter läser färdiga ettåriga kurspaket i Umeå. Avtalen förutsätter att det finns tillräckligt många kurser om 7,5 hp inom paketet. Av den anledningen har vi strävat efter att skapa 7,5 hp-kurser baserade på befintliga, parallella kurser med mindre omfång. Kurs 1 är ett exempel där en 6 hp-kurs utökats med innehåll för att kunna dockas in i ett utbytesavtal. Kurs 2 gavs i en annan form, och under en annan kurskod, redan 2007. Inför sommaruniversitetet 2010 omarbetades kursen kraftigt så att den helt och hållet kunde lokaliseras till Kiruna. Kursen behandlar bl.a. den bemannade rymdfartens historia, miljön och människokroppen i rymden, astronautträning, rymddräkter, bemannde rymdresor till Mars och rymdturism. Med tanke på det stora intresset för kursen 2010 planerar vi att ge den även kommande sommar.

För den övervägande delen av vårt kursutbud är campusförlagd undervisning med föreläsningar, lektioner, räkneövningar samt laborationer den distributionsform som tillämpas. Undantag finns dock och ett exempel är kurserna inom basåret som ges via internet. Här är graden av aktivitet vid campus begränsad och undervisning sker i stor utsträckning via en virtuell lärmiljö. Ett annat exempel är kursen Virtuella världars fysik där undervisning pågår dygnet runt i ett diskussionsforum där alla deltagare och lärare kan fråga, svara och komma med inlägg. Virtuella världars fysik behandlar hur grundläggande fysik används för att skapa verklighetstrogna datorsimuleringar. Kursen inriktar sig t.ex. mot interaktiva visuella simuleringar i datorspel och film och mot träningssimulatorer för fordon och kirurgi. I kursen ingår både konstruktion av egna simuleringsprogram och användning av högpresterande programbibliotek för simuleringar.

Examina, yrkesexamina och allmänna examina För de utbildningar vi ansvarar för förekommer framförallt 9 varianter av examina: civilingenjörs-

Page 5: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 5 (23)

examen i teknisk fysik (270 hp och 300 hp), sjukhusfysikerexamen (270 hp), naturvetenskaplig masterexamen med fysik som huvudområde (120 hp), filosofie magisterexamen med fysik som huvudämne (240 hp), naturvetenskaplig magisterexamen med fysik som huvudområde (60 hp), filosofie kandidatexamen med fysik som huvudämne (180 hp), naturvetenskaplig kandidatexamen med fysik som huvudområde (180 hp) samt högskoleexamen med fysik som huvudämne (120 hp). Utvecklingen sedan 2005 framgår av tabellen nedan med data för kvinnliga studerande inom parentes.

2005 2006 2007 2008 2009 2010 Civilingenjörsexamen i teknisk fysik 270 hp 45(16) 27(3) 21(2) 32(6) 23(5) 20(4) Civilingenjörsexamen i teknisk fysik 300 hp - - 1(0) 3(0) 6(2) 0 Sjukhusfysikerexamen 270 hp 6(3) 5(0) 5(1) 9(4) 3(3) 3(1) Naturvetenskaplig masterexamen 120 hp* - - 0 4(1) 9(2) 0 Filosofie magisterexamen 240 hp* 11(1) 10(1) 6(1) 5(1) 2(0) 3(0) Naturvetenskaplig magisterexamen 60 hp* - - 1(0) 1(0) 1(0) 0 Filosofie kandidatexamen 180 hp* 0 0 1(0) 1(0) 2(0) 0 Naturvetenskaplig kandidatexamen 180 hp* - - 0 2(0) 2(2) 2(1) Högskoleexamen 120 hp* 1(0) 0 0 0 0 0

* Med fysik som huvudämne eller huvudområde.

Tabell. Antal yrkesexamina och antal examina med fysik som huvudämne eller huvudområde 2005-2010.

Studeranderekrytering, söktryck Tillströmningen de senaste åren för de utbildningsprogram vi ansvarar för framgår av tabellen nedan.

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Teknisk fysik Antal antagna, urval 2 (VHS) 36 47 38 29 40 40 46* 50* Antal registrerade, ht år 1 42 45 51 27 40 42 45* 49* Antal nominella platser 45 40 40 40 45 40 52* 68* Fysikerprogrammet Antal antagna, urval 2 (VHS) 9 14 8 9 4** + + + Antal registrerade, ht år 1 11 14 11 9 3** + + + Antal nominella platser 20 20 20 20 30** + + + Masterprogrammet i fysik. Vt-intag Antal antagna, urval 2 (VHS) - - - - - 0 0 1 Antal registrerade - - - - - 3 10 6 Antal nominella platser - - - - - 20 20 40 Masterprogrammet i fysik. Ht-intag Antal antagna, urval 2 (VHS) - - - - 0 3 0 2 Antal registrerade - - - - 0 3 3 3 Antal nominella platser - - - - 20 40 20 50

* Inkl. civilingenjörsprogrammet i teknisk fysik, sjukhysfysik.

** Kandidatprogrammet i fysik.

+ Kandidatprogrammet i fysik och tillämpad matematik. Fysik ej programansvarig institution.

Tabell. Söktryck 2003-2010 till utbildningar där fysikinstitutionen är ansvarig.

Page 6: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 6 (23)

Internationalisering – allmänt Fysikinstitutionens internationaliseringsverksamhet har varit omfattande sedan länge. För att klara att hålla verksamheten på en hög nivå avsätter vi för närvarande 40 % av en heltidsanställning till en studierektor för internationella relationer. Sedan 2005 tillställs denne årligen 40 kkr för att täcka kostnader motiverade av internationaliseringsarbetet.

Vi strävar efter att ha ett stort antal utbytesavtal, särskilt inom ramen för ERASMUS-programmet. Även om inte alla avtal utnyttjas varje år så är det en fördel med många avtal eftersom det ökar chanserna att få hit utländska studenter samtidigt som svenska studenter ges större möjlighet att välja resmål. Under 2010 tecknade vi tre nya ERASMUS-avtal, de nya partnerna är Middle East University i Turkiet, samt Université de la Rochelle och Université d´Angers i Frankrike. Tabellen nedan visar fördelningen av institutionens utbytesavtal ländervis.

Turkiet 12 Rumänien 2 Lettland 1

Tyskland 11 Spanien 2 Belgien 1

Frankrike 8 Ryssland 2 Laos 1

Kina 4 Ungern 1 Italien 1

Holland 3 Österrike 1 Tjeckien 1

Polen 3 Finland 1 SUMMA: 55

Tabell. Ländervis fördelning av antalet avtal för fysikinstitutionen inför 2011.

Fysikinstitutionen deltar även i ett all-europeiskt fysiknätverk för studerandeutbyten, EMSPS (European Mobility Scheme for Physics Students) med runt 180 deltagande universitet och vi har en informell överenskommelse om att skicka enstaka studenter till Imperial College i London. Våra två senaste Kina-avtal från 2009 ser ut att bli en succé, för närvarande läser fyra studenter från Southwest University och sju studenter från Shenzhen University i Umeå. De senare läser mot en double degree i optisk fysik. Vidare ser det nya avtalet med St Petersburg State Polytechnic University ut att bli livaktigt, höstterminen 2010 kom fyra studenter till Umeå och till våren 2011 ser det ut att bli hela sju stycken. Många av dem stannar dock bara en halv termin, men marknadsföringsvärdet av ett högt antal studenter ska inte underskattas.

Tidigare gjorde vi särskilda satsningar mot bl.a. Kina, Sydafrika, Moldavien, Vietnam, Uruguay, Kamerun och Ryssland, främst inom ramen för Linnaeus-Palme programmet, men inget har lyckats överleva någon längre tid främst pga av de dyra levnadsomkostnaderna i Sverige och ett förvånansvärt lågt intresse från de svenska studenterna och lärarna.

Distanskurser på engelska är särskilt intressanta eftersom rekryteringsbasen är nästan obegränsad. Tyvärr har verkligheten inte motsvarat förväntningarna när det gäller kursen The Physics of Virtual Environments. Efter ett besök 2009 av representanter från Mirny Polytechnic Institute i Yakutsk, anmälde hela 48 studenter från sagda universitet intresse för deltagande i kursen under V10, men ingen av dem fullföljde kursen. Orsaken angavs vara dator/Internet-problem. Genomströmningen av andra utländska studenter var också obefintlig. Det utländska söktrycket till kursen under V11 är avsevärt lägre, vi behöver se över marknadsföringen. Vår andra distanskurs, Arctic Science, som innehåller ett veckolångt möte i Kiruna, har fungerat bättre, här har vi i princip fyllt platserna de senaste åren. Dock befarar vi en kraftig nedgång efter införandet av studieavgifter.

Genom bl.a. rekommendationer från tidigare gäststudenter och egna expansiva satsningar har fysikinstitutionen lyckats öka antalet inresande utländska studenter under många år. Figuren nedan visar totala antalet utländska studenter som administrerats av fysikinstitutionen de senaste tretton

Page 7: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 7 (23)

åren, samt en prognos för 2010/2011 grundad på situationen i februari 2011. Studenter som endast läser kursen Arctic Science eller kursen The Physics of Virtual Environments är inte medräknade i diagrammet. Innevarande läsår, 2010/11, har vi (hittills) 43 studenter som läser mot en två-årig masterexamen i fysik, resterande 67 är avtalsstudenter som är i Umeå under högst ett år. Ett dussintal av masterstudenterna examineras dock ut ur systemet under innevarande läsår.

0

20

40

60

80

100

120

98/99

99/00

00/01

01/02

02/03

03/04

04/05

05/06

06/07

07/08

08/09

09/10

10/11

Figur. Totala antalet inresande utländska fysikstudenter inom grundutbildningen. Data för 2010/2011 är baserade på prognoser.

Den nära hundraprocentiga ökningen mellan 1998/99 och 1999/00 beror på att institutionen då började publicera information på Internet. Fördubblingen från 2001/02 till 2002/03 är en konsekvens av att vi introducerade en ingång på fysikerprogrammet riktad särskilt mot utländska studenter (Master of Science with a Major in Physics). De övriga, successiva, ökningarna tror vi är relaterade till ökningen av antalet utbytesavtal. Den prognostiserade ökningen 2010/11 är en engångsföreteelse, intaget V11 var sista chansen för utom-Europeiska studenter att studera i Sverige utan studieavgifter, därför sökte avsevärt fler till masterprogrammet än tidigare. Om vi bortser från detta enskilda fall bryts den uppåtgående trenden efter 2008/09 eftersom intaget av nya freemovers avtar kraftigt. De viktigaste orsakerna är de långa handläggningstiderna vid antagning och prövning av uppehålls-tillstånd (innan, när vi själva hade hand om antagningen såg siffrorna helt annorlunda ut), men också pga. att alternativa studieorter blivit synligare genom exponeringen på studera.nu, masterprogrammet i fysik vid Lunds universitet ”stjäl” numera de allra flesta av våra potentiella masterstudenter.

När studieavgifter införs till 2011/12 tror vi att freemover-inflödet från länder utanför EU/EEA kommer att strypas nästan helt. Antalet freemovers kommer då att successivt klinga av under de kommande två till tre åren i takt med att studenterna examineras ut. Minskningen har redan visat sig genom att bara fem studenter söker UmUs masterprogram i fysik med högsta prioritet till höstter-minen 2011 – och detta innan de avkrävts anmälningsavgift! En förlust av alla freemovers skulle innebära en kraftig minskning av våra utländska studenter. Medelantalet inresande avtalsstudenter under de senaste tre åren ligger på 36 stycken per år. Om de ovan nämnda avtalen med de två universiteten Kina och med St Petersburg State Polytechnic University fortsätter att vara lika fruktbara kan vi i fortvarighetstillståndet förvänta oss ytterligare ca 10-15 studenter, alltså totalt 45-50 stycken varje år.

För att försöka motverka minskningen av antalet utländska studenter kommer institutionen att titta på möjligheten att inrätta mer attraktiva och unika masterprogramprofiler (t.ex. med inslag av finan-siell ekonomi, eller genom en förstärkning av beräkningsfysikprofilen där vi är särskilt starka genom ICElab). Pga av studieavgifterna kommer det sannolikt inte att löna sig att arbeta med direkt rekry-tering av freemovers på institutionsnivå inom ämnesområden där det globala söktrycket är lågt, som i fysik. De aviserade stipendieprogrammen är för snålt budgeterade för att ändra på detta. Arbetet med rekrytering av freemovers bör av kostnadseffektivitetsskäl lyftas till central nivå och fysikinstitutionen

Page 8: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 8 (23)

kommer istället att fokusera mot avtal både inom och utom Europa. I det långa perspektivet är det oklart om avtal kan ge fortsatt avgiftsbefrielse för utom-Europeiska utbytesstudenter, men vi är försiktigt optimistiska och fortsätter rekryteringsarbetet även med läroanstalter utanför Europa. Ett nytt ERASMUS-avtal är på gång med Istanbul University. I vår kommer vi dessutom att få besök av en representant från University of Bukarest och då räknar vi med att skriva ytterligare ett utbytesavtal inom ERAMUS. Vidare arbetar vi med ett double degree avtal med Jilin University i norra Kina.

Det är glädjande att notera att en klar majoritet av alla utländska studenter som tagit en master-examen i fysik vid UmU har gått vidare till doktorandstudier på olika håll i världen, bland annat i USA, Tyskland, Sverige, Holland och England. Det utländska inflytandet har även satt sin prägel på forskar-utbildningen, ca två tredjedelar av fysikinstitutionens doktorander kommer från utlandet och flera av dem har tidigare varit utbytes- eller masterstudenter i Umeå. Fyra doktorander är lärare vid National University of Laos (NUOL) och har rekryterats genom vårt engagemang i ett ämnesövergripande utvecklingsprojekt av NUOL finansierat av SIDA/SAREC. Detta projekt upphör efter våren 2011.

Andra områden vi prioriterar är utresande studenter samt lärarutbyten. Bl.a. har vi inrättat en ny typ av kurs, Current Research Topics in Physics, som är specialdesignad för att underlätta lärarutbyten inom ERASMUS-programmet. Kursen har lockat fler utländska utbyteslärare till Umeå. Målsättningen är att få hit minst en utbyteslärare varje termin.

Internationalisering - inresande studenter Av praktiska skäl följer internationaliseringsarbetet läsårets indelning, därför redovisar vi även verksamheten läsårsvis. Figurerna nedan visar det läsårsvisa antalet HST och HPR som våra studenter genererat i fysik och i övriga ämnen vid UmU sedan 2000/01. Studenter som endast läser kursen Arctic Science eller kursen The Physics of Virtual Environments är inte medräknade. De övriga ämnena nedan till höger är vanligtvis kurser i svenska, datavetenskap, elektronik, engelska och strålningsfysik. Siffrorna för 2010/11, som främst baseras på det totala antalet utländska studenter i början av höstterminen 2010 och deras planerade vistelsetid i Umeå, är osäkra. Grovt uppskattat kommer fysikinstitutionen att hysa ca 110 utländska studenter under 2010/2011 och dessa förväntas generera omkring 73 HST i fysik och 19 HST i övriga ämnen. Från kurserna Arctic Science och The Physic of Virtual Environments förväntar vi oss ett tillskott på ytterligare ca 3 HST, dvs vi räknar med totalt ca 76 HST i fysik under 2010/11. Medelvärdet mellan 2009/10 och 2010/11 ger en uppskattning av siffrorna för kalenderåret 2010: 64 HST i fysik och 16 HST i övriga ämnen om vi räknar in Arctic Science och The Physics of Virtual Environments.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

00/01

01/02

02/03

03/04

04/05

05/06

06/07

07/08

08/09

09/10

10/11

0

5

10

15

20

25

00/01

01/02

02/03

03/04

04/05

05/06

06/07

07/08

08/09

09/10

10/11

Figur. Antalet HST i fysik genererade av utländska studenter de senaste elva läsåren. Staplarnas undre del visar bidraget från avtalsstudenter och den övre visar bidraget från freemovers (inklusive masterstudenter från 02/03).

Figur. Antalet HST i övriga ämnen vid UmU genererade av våra utländska fysikstudenter. Staplarnas undre del visar bidraget från avtalsstudenter och den övre från freemovers (inklusive masterstudenter från 02/03). 10/11

Page 9: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 9 (23)

10/11 baseras på prognoser. baseras på prognoser.

05

101520253035404550

00/01

01/02

02/03

03/04

04/05

05/06

06/07

07/08

08/09

09/10

10/11

02468

1012141618

00/01

01/02

02/03

03/04

04/05

05/06

06/07

07/08

08/09

09/10

10/11

Figur. Antalet HPR i fysik genererade av utländska studenter de senaste elva läsåren. Staplarnas undre del visar bidraget från avtalsstudenter och den övre visar bidraget från freemovers (inklusive masterstudenter från 02/03). 10/11 baseras på prognoser.

Figur. Antalet HPR i övriga ämnen vid UmU genererade av våra utländska fysikstudenter. Staplarnas undre del visar bidraget från avtalsstudenter och den övre från freemovers (inklusive masterstudenter från 02/03). 10/11 baseras på prognoser.

Fysikinstitutionens HST på 50 för 2009/10 överträffar förra årets prognos på 43 HST. HPR-siffrorna överensstämmer bättre, ca 30 i bägge fallen. De höga siffrorna för 2010/11 kommer inte att stå sig i framtiden eftersom masterstudenterna successivt examineras ut ur statistiken och inflödet av utom-europeiska studenter upphör pga studieavgifterna. Vi befarar att den övre ljusa delen av staplarna kommer att mer eller mindre klinga ut efter två till tre år.

Genomströmningen, dvs HPR/HST, på kurserna i fysik under 2009/10 var 51% för avtalsstudenter och 69% för freemovers. Dessa procenttal ska jämföras med 69% respektive 73% året innan, som är mer normala siffror. I HPR-prognoserna för 2010/11 i tabellerna ovan har vi använt oss av en uppskattad genomströmning på 70% för freemovers och 60% för avtalsstudenter. Den låga prestationsgraden för avtalsstudenter förklaras delvis av att särskilt de turkiska studenterna har svårigheter med våra fysikkurser, genomströmningen för våra femton turkiska studenter 2019/10 låg under 34%. Trots påpekanden från vår sida tenderar ERASMUS-koordinatorerna i Turkiet att skicka iväg sina studenter alltför tidigt i utbildningen, innan studenterna hunnit skaffa sig de basala kunskaper i fysik, matematik och beräkningsteknik som vi kräver.

Ländervis fördelar sig studenterna vid starten av höstterminerna 2009 och 2010 enligt följande:

Land HT09 HT10 Land HT09 HT10

Kina 6 13 Italien 2 1

Turkiet 14 12 Ghana 1 1

Tyskland 8 11 Jordanien 1 1

Iran 7 9 Australien 0 1

Pakistan 5 7 Lettland 0 1

Frankrike 5 6 Kanada 0 1

Page 10: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 10 (23)

Ryssland 1 6 USA 1 0

Polen 1 2 Rumänien 1 0

Bangladesh 1 2 Nigeria 1 0

Tabell. Utländska fysikstudenters fördelning på olika länder H09 respektive H10.

Internationalisering - utresande studenter

Intresset för utlandsstudier är svagt bland svenska fysikstudenter, medelantalet utresande studenter per år under perioden 2000/01 – 20110/11 ligger på 6,3. Detta är anmärkningsvärt eftersom utbudet är stort och i princip alla som studerat utomlands har kommit hem oerhört nöjda. Som synes i figuren nedan varierar antalet utresande studenter mycket från år till år, men håller sig oftast på en mycket måttlig nivå jämfört med antalet hitresande utländska studenter.

0

2

4

6

8

10

12

00/01

01/02

02/03

03/04

04/05

05/06

06/07

07/08

08/09

09/10

10/11

11/12

Figur. Utresande studenter sedan H 2000. Siffrorna för 11/12 baseras på data i februari 2011.

Vi arbetar aktivt för att behålla och helst öka antalet utresande studenter. Det största hindret för utlandsstudier är sannolikt bristen på språkkunskaper, de flesta av fysikinstitutionens avtalspartners undervisar inte på engelska. Även den lägre nivån på utbildningen i vissa länder kan avskräcka. Läsårsvis fördelar sig mottagarländerna enligt tabellen nedan.

Land 06/07 07/08 08/09 09/10 10/11 11/12 2006-2012 Kanada 3 2 2 1 8 Tyskland 1 3 1 1 6 Japan 2 2 4 Frankrike 1 1 1 1 4 Kina 2 2 4 Norge 1 2 3 Storbritannien 2 1 3 Österrike 1 1 2 USA 1 1 2 Polen 1 1 Grekland 1 1 Danmark 1 1 Island 1 1 Spanien 1 1

Page 11: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 11 (23)

Tabell. Antalet utresande studenter per mottagarland. Siffran för 11/12 är preliminär.

Institutionens huvudambition för utresande studenter är att alla som vill ska erbjudas möjlighet att studera utomlands. Denna målsättning har vi lyckats uppfylla sedan länge. Vi erbjuder oss att t.o.m. hjälpa till med att försöka teckna helt nya avtal om studenterna vill läsa vid universitet som vi saknar avtal med.

Internationalisering - lärarutbyten m.m. Under perioden 2000-2009 gjordes totalt 40 resor ut och 24 resor in av lärare/forskare, för t.ex. planeringsresor, lärarutbyten, besök vid utbildningsmässor, konferenser om utbyten, etc. Rena forskningsutbyten inräknas ej. Perioden fr.o.m. 2010 redovisas i tabellen nedan.

Namn Till/från Typ Period Längd Sune Pettersson

Kassel, Tyskland EPS-möte V10 1 d

Tatiana Makarova

StPetersburg State Polytechnical University, Ryssland/UmU

Rekryterings-besök (institutionsavtal)

V10 1/2 v

Rasim Dermez UmU/Afyon Kocatepe University, Turkiet

Lärarutbyte (ERASMUS)

V10 1 v

Hüseyin Sari UmU/Ankara University, Turkiet

Lärarutbyte (ERASMUS)

H10 1 v

Tatiana Makarova

StPetersburg State Polytechnical University, Ryssland/UmU

Lärarutbyte H10 1 v

Roger Halling Jilin University, Kina Planeringsresa H10 1 v

Roger Halling Ruprecht-Karls Universität, Heidelberg, Tyskland

ERASMUS-möte H10 2 d

Reinhard Mahnke

UmU/Universität Rostock, Tyskland

Planeringsresa H10 1 d

Jamaa Bouhattate

UmU/Université de La Rochelle, Frankrike

Planeringsresa H10 1 d

Sune Pettersson

Paris EUPEN Step2-möte H10 1/2 v

Sune Pettersson

Johannes-Kepler-University, Linz/UmU

EPS-möte H10 2 d

Tabell. Internationella lärarutbyten, inklusive planeringsresor relaterade till utbytesavtal 2010.

Teknisk fysik Det gångna året har varit oerhört intensivt, utbildningen har varit fylld med utvecklingsprojekt och med spännande initiativ. Ett urval av de viktigaste aktiviteterna beskrivs kortfattat nedan.

Den operativa ledningsgruppen för Teknisk fysik har under året haft 10 protokollförda möten. Protokollen finns under www.physics.umu.se/student/tekniskfysik/organisation/ledningsgruppen. Programrådet har under året haft 1 protokollfört möte. Protokoll finns under www.physics.umu.se/student/tekniskfysik/organisation/programradet. Övriga ärenden i programrådet har under läsåret sköts per mejl.

Ett 20-tal alumner och 70 studenter träffades för att nätverka och inspirera varandra under en KNUT-träff (KontaktNätverk för Umeås Tekniska fysiker). Vid träffen hjälpte alumner och sistaårsstudenter de övriga studenterna att planera studietiden och ge goda råd inför framtiden i program- och alumnfrågor. En sammanfattning av projektet finns under www.teknat.umu.se/om-fakulteten/aktuellt/nyhetsvisning//manga-karriarvagar-for-tekniska-fysiker.cid94540. Rekryteringssidan samt hemsidan för alumnkontakter förbättrades. En FAQ med typiska frågor inför

Page 12: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 12 (23)

programval sammanställdes och ett antal alumn- och studentintervjuer gjordes och presenterades på sidan. Programmet har under det gångna läsåret arbetat med att ytterligare stärka kontakterna med våra alumner. Facebook och KNUT har varit bra verktyg för detta. Alumner i Umeåregionen har inspirerats att organisera egen verksamhet kring alumnpubar/after work. Samverkansarbetet har under året kretsat runt universitetets alumninät där vi försökt öka förståelsen för värdet av våra alumner men samtidigt visa på hur långt efter andra stora universitet vi tyvärr ligger i detta arbete. Förhoppningen var, och är fortfarande, att vi på programnivå ska kunna genomföra långt större arrangemang än tidigare. Under året arrangerades t.ex. en mycket omtyckt studieresa till ”New Boliden” i Skellefteå där man fick följa produktionslinjen från gruva till smältverk och träffa ingenjörer, där ibland tekniska fysiker, som arbetade med processen.

En uppföljning av HSV:s utvärdering från 2005 genomfördes under året, dokumenten finns under www.physics.umu.se/student/tekniskfysik/kvalitetsarbete. Teknisk fysik ingick, tillsammans med andra utbildningsprogram vid universitetet, i ett projekt tillsammans med Linköpings universitet. Projektet gick under namnet LUX och behandlade korsvis utvärdering av examensarbeten. Projektet avlöpte utan större problem för programmet och de granskade examensarbetena från Teknisk fysik i Umeå fick ett mycket gott betyg av Linköpings bedömare. Slutrapport från projektet finns under www.physics.umu.se/student/tekniskfysik/kvalitetsarbete.

Under året inleddes ett samarbete med Jonas Forsman, doktorand i didaktik vid Uppsala universitet. Jonas behöver underlag till sin forskning om studentretention (”fasthållande”) på Teknisk fysik. I utbyte mot materialet (främst studentintervjuer) får programmet tips och hjälp med att arbeta med studenternas självreflektion kring mål med utbildning, studieväg och karriär. Ett pilototprojekt med test av självvärderingsfrågor testkördes i samband med en studentenkät vid vårterminens utbildningsmässa. På sikt hoppas programmet kunna ta fram ett webbaserat verktyg (knutet till Röda tråden) som hjälper studenterna i sin självreflektion.

En student på programmet, Elin Styf, har under det gångna året tilldelats ett stipendium för bästa examensarbete i medicinsk strålningsfysik. Stipendiet delas ut av Svensk förening för radiofysik. I samband med utdelandet presenterade Elin sitt examensarbete som behandlar två olika tekniker för att optimera strålbehandlingen av huvud-hals-tumörer. Elin har studerat till sjukhusfysiker vid Umeå Universitet 2003-2008 och arbetar sedan 2008 som legitimerad sjukhusfysiker vid Landstinget Västernorrland.

Studieresan för åk3 gick detta läsår utomlands, bl.a. till CERN i Genève och Niels Bohr-Institutet i Köpenhamn. En reseberättelse finns på www.teknat.umu.se/om-fakulteten/aktuellt/nyhetsvisning/studenter-pa-studiebesok-till-cern.cid132725.

Tidigare har inspirationsföreläsningar anordnats av programansvariga men i år ansåg programledningen att det skulle fungera bättre om en amanuens tog över den uppgiften. Under hösten anordnades tre inspirationsföreläsningar, föreläsningarna hölls av forskare och av studenter och de var mycket uppskattade.

Ett försök till att utvärdera kurserna efter CDIO har påbörjats. Detta har inte fungerat särskilt bra. En orsak till att CDIO har fungerat mindre bra är att studienämndens ledamöter har haft svårt att se vad det arbetet leder till. Ytterligare ett problem har varit svårigheten att klassificera saker som varierar från år till år, till exempel laborationshandledning på engelska.

Under året har examensarbeten presenterats vid sammanlagt tolv seminarietillfällen. Ämnena har spänt från mätutrustning för marslandare till optimering av vattenmagasin i norrländska älvar. Sedan 2007 har ungefär 55% av Teknisk fysiks examensarbeten utförts i näringslivet och resten inom den akademiska världen. Examensarbetet är under kontinuerlig utveckling. I respons på tidigare utvärderingar har vi under året försökt göra oppositionsmomentet mer konkret – studenterna som opponerar skickar nu, innan presentationsseminariet, ett halvdussin frågor till respondentens examinator. Vidare träffas opponent och respondent innan seminariet för att underlätta för

Page 13: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 13 (23)

opponenten att sätta sig in i det aktuella arbetets fundamenta. Vi har också förenklat instruktionerna till studenter, opponenter och examinatorer samt utvärderingsformuläret för examinatorn. En annan förändring är att examinatorn nu, istället för studenten, åläggs att vara den som kontrollerar att rapporten lämnas in för arkivering.

Fysikerprogrammet Vårterminen 2010 var den avslutande terminen för de sista studenterna på det 4-åriga magister-programmet och det 3-åriga kandidatprogrammet i fysik om studenterna följt normal studietakt. Dessa program har ersatts av det nya kandidatprogrammet i fysik och tillämpad matematik. Programmet har haft tre intag där 10 studenter antogs första året, 13 stycken det andra året och 8 stycken antogs höstterminen 2010. På programmets andra år väljer studenterna inriktning mot fysik eller tillämpad matematik. Samtliga studenter i den första årgången valde inriktning mot tillämpad matematik medan fem studenter från andra årgången påbörjade fysikinriktning höstterminen 2010. Under läsåret 09/10 arrangerades flera Café fysik-seminarier för att studenterna skulle behålla intresset för fysik, medan de läser matematik under det första året.

På det nya kandidatprogrammet har den inledande mekanikkursen delats upp i två delar, Mekanik I med experimentell metodik och Mekanik II, där den första kursen läses av alla på programmet medan den andra kursen läses endast av de som väljer fysikinriktning på andra året. Ingen som antagits på kandidatprogrammen har hunnit ta ut en kandidatexamen men allt fler tidigare antagna studenter väljer att ta ut en kandidatexamen i enlighet med intentionerna i Bolognaprocessen.

Lärarprogrammet Lärarstudenter med fysikinriktning samläser med studenter på kandidatprogrammet i fysik och tillämpad matematik. Eftersom antalet studenter på båda programmen är lågt ställdes kurserna Termodynamik och Astronomi in och lärarstudenter fick läsa kurser i en annan ordning än planerat. Som en följd av att den inledande mekanikkursen har delats upp i Mekanik I med experimentell metodik och Mekanik II på det nya kandidatprogrammet och dessutom minskat i poängantal behövdes en ny kurs för att lärarstudenter skulle få ihop totalt 90 hp fysik i sin inriktning. Den nya kursen heter Mekanik II för lärare och omfattar förutom mekanik också didaktiska inslag om elevers svårigheter med mekanikbegrepp, för- och nackdelar med olika undervisningsformer samt hur elevers syn på lärande i fysik påverkar deras sätt att studera. Kursen gavs för andra gången hösten 2010.

Fyra lärarstudenter påbörjade fysikinriktningen under 2010. Dessutom valde en student från kandi-datprogrammet att läsa kursen Mekanik II för lärare för att eventuellt gå över till lärarprogrammet. En lärarstudent bytte till en annan inriktning efter kurserna i mekanik. Under våren 2010 fanns det en student vardera på den andra och tredje terminen i fysikinriktningen.

Forskarutbildning Under 2010 har Sebastian Bernhardsson och Joakim Lundin avlagt doktorsexamen. Licenciatexamen har avlagts av Tony Giang, Patrik Stenmark och Mikhail Modestov.

Eftersom många forskargrupper är relativt små bedrivs en stor del av kurserna inom forskarutbild-ningen i form av självstudier. Handledare och doktorander har tillsammans verkat för att öka antalet gemensamma doktorandkurser, och under det senaste året har det getts kurser på forskarnivå om fysikens matematiska metoder, Bose-Einsteinkondensat, stokastiska metoder för naturvetenskap, vetenskaplig rapportskrivning och informationsteori.

Page 14: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 14 (23)

Forskning Dotalt sett är forskningen vid Institutionen för fysik mycket bred och omfattar många sinsemellan mycket olika fält, med inriktningar mot både teoretisk och experimentell grundforskning och mot tekniska och andra tillämpningar. Under 2010 publicerade forskare vid Institutionen för fysik 120 artiklar i internationella tidskrifter. Att ge en fullständig överblick över dessa arbeten är inte möjligt inom ramen för en verksamhetsberättelse, och vi ger därför endast några korta glimtar som berör några viktiga eller intressanta resultat som uppnåtts under året.

Den teoretiska forskningen inom statistisk fysik (gruppen Petter Minnhagen, Seung-Ki Baek, Sebastian Bernhardsson m.fl.) har under 2010 behandlat frågor inom så vitt skilda områden som ordfrekvensdistributioner i böcker, storleksfördelningar av städer, IKEA-nätverk och metabolism, perkolation på gitter, fasövergångar och klockmodeller, synkronisering och Zipfs lag. Det inter-nationella samarbetet uppmärksammades genom att Professor Beom Jun Kim från Korea utsågs till en av årets hedersdoktorer vid teknisk-naturvetenskapliga fakulteten. Institutionens tvärvetenskapliga nätverksforskning representeras också av Petter Holme och Martin Rosvall samt deras studenter och postdoktorer, som främst är verksamma vid IceLab.

IceLab, Integrated Science Lab, har under året tagit steget från en virtuell skapelse till ett fysiskt nav för kommunikation och samarbete inom livsvetenskaperna vid Umeå universitet. IceLab är ett samarbete med Institutionen för matematik och matematisk statistik samt Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap, och det som för de sexton forskarna i IceLab samman är att de alla använder sig av matematisk modellering för att förstå orsak-verkan samband i levande system. För att sprida information om IceLab och fira starten anordnades Icelab Party den 16 april med kreativitetsföredrag, korta forskningspresentationer av alla deltagare och gemensam middag i de nya lokalerna. I samar-bete med UMIT och CLiC har den tvärvetenskapliga seminarieserien rullat vidare med totalt 14 presentationer från vitt skilda vetenskapliga områden under hösten. Mellan den 29 september och den 2 oktober anordnades IceLab Camp vid Kronlunds Kursgård utanför Hällnäs. IceLab Camp är ett kommunikations- och kreativitetsläger för unga forskare med tvärvetenskapligt intresse. Konceptet bygger på att det finns en mycket stor potential i en grupp unga forskare med olika vetenskapliga bakgrunder. Utmaningen ligger i att lära av varandra och rekombinera idéerna. Ett delmål med lägret är därför att alla ska förbättra sin förmåga att kommunicera med forskare från andra discipliner. Metoden är att varje deltagare både är elev och lärare i mixade grupper med maximal vetenskaplig mångfald. På lägret, som finansierades av KBC forskarskola, deltog 10 fysiker, 3 datavetare, 2 ekologer, 2 matematiker, 2 biologer och en medicinare. Under året har IceLab, genom ansökan ”Integrated Science: mathematical and computational modelling”, utsetts till stark forskningsmiljö och beviljats åtta miljoner kronor av Umeå universitet. Anslaget kommer att användas till två karriär-tjänster, delfinansiering av hyran för lokalerna och aktiviteter som verkar för att stärka IceLabs roll som fysiskt nav för kommunikation och samarbete inom livsvetenskaperna vid Umeå universitet.

Petter Holmes grupp har under 2010 utökats med Fariba Karimi, magisteruppsatsstudent från Lund som under året antagits som doktorand samt Sang Hoon Lee från KAIST (Korea) som börjat som postdoktor. Zhi-Xi Wu har fått en professur vid Lanzhou University och återvänt till Kina. Under året har Holme fått ett lektorat i komplexa nätverk samt Skytteanska samfundets pris till yngre forskare vid den teknisk-naturvetenskapliga fakulteten. Gruppen, som förutom ovan nämnda forskare består av doktoranden Luis Rocha och postdoktorn Sungmin Lee, har publikationsmässigt haft ett framgångs-rikt år med 15 vetenskapliga publikationer (samt en populärvetenskaplig artikel), bl.a. i framstående tidskrifter som Proc. Natl. Acad. Sci. USA och Phys. Rev. Lett. Holme har i samarbete med Petter Minnhagen varit engagerad i arrangerandet av en konferens och program på Nordita i april 2011.

Holmes grupps forskning har fokuserat på evolutionär spelteori, social informationsspridning och temporala strukturer i nätverk. I den förstnämnda inriktningen har man bland annat visat att aktörer i sociala dilemman (system där egoistiska individer t.ex. behöver dela en gemensam resurs) i vissa fall kan samarbeta genom att organisera sig hierarkiskt – tidigare studier har indikerat att samarbete och hierarkisk organisation står i ett motsatsförhållande. Man har också kunnat modellera hur åsikter sprider sig snabbast när människor kommunicerar lagom mycket – kommunicerar en grupp

Page 15: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 15 (23)

människor för mycket så hinner individer fixera sina åsikter innan nya åsikter har en chans att etablera sig, kommunicerar man för lite får man för lite influenser för att ändra sin åsikt. Inom dynamiska nätverksforskningen har Holme tillsammans med Luis Rocha och Fredrik Liljeros (sociolog vid Stockholms Universitet) undersökt nätverksekonomiska aspekter av internetmedierad prostitution (centrerat runt ett dataset från ett brasilianskt web-community). Denna studie publi-cerades i prestigefyllda Proc. Natl. Acad. Sci. USA och fick uppmärksamhet i medier både i Sverige och internationellt. Samma dataset har legat till grund för en studie av dynamiska nätverksstrukturers inflytande på sjukdomsspridning. En slutsats är att om en sjukdom sprids inom den typ av prosti-tution man studerat så kommer de temporala aspekterna snabba upp åtminstone början av spridningsförloppet. I en annan studie, som för närvarande är under granskning, hittade man optimala vaccinationsstrategier för att utnyttja dynamiska nätverksstrukturer.

Under året har Holmes grupp etablerat flera nya vetenskapliga kontakter både inom IceLab och utåt – Anna Sircova (Psykologiska Institutionen, Umeå Universitet) och Anna Thorsons grupp (ICHAR, Karolinska Institutet) som exempel på samarbeten som förhoppningsvis kommer resultera i publikationer under 2011.

Martin Rosvall har fortsatt att utveckla matematiska metoder för att förenkla och framhäva viktiga strukturer i stora nätverk, nu med fokus på att utveckla matematik och algoritmer för att avslöja den hierarkiska organisationen i levande system. Resultaten, som inom kort kommer att publiceras i PLoS ONE, visar att system som tidigare ansetts ha en tvånivås modulär struktur i själva verket har en mycket djupare organisation med flera lager av moduler i moduler. Hur vetenskapen är organiserad i sig är ett exempel (se figur nedan).

Figur. Hierarkisk karta över vetenskapen baserad på 9,2 miljoner citeringar i knappt 8000 tidskrifter.

Tillsammans med Daniel Edler, som efter exjobb och finansiering via Uminova och Innovationsbron under året har anställts som projektassistent, har Rosvall arbetat vidare med att kommersialisera kartverktygen och göra de lättillgängliga för andra forskare (se www.mapequation.org). Verktygen används flitigt av andra forskare, inte minst bibliometrikerna vid Umeå universitet. I samarbete med Netroots, som var intresserade av att förstå länkstrukturen mellan politiska bloggare i Sverige, gjordes en kartläggning som resulterade i det populärvetenskapliga bokkapitlet Den politiska bloggosfärens landskap (Bilda förlag) lagom till valet i höstas (se figur nedan).

Page 16: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 16 (23)

Figur. Det politiska blogglandskapet i Sverige. I kartan, som är baserad på länkstrukturen mellan drygt tusen svenska politiska bloggar, är tätt sammanlänkade bloggar klustrade tillsammans i idémetropoler och representerade med cirklar. Här visas de 20 största klustren och de viktigaste interaktionerna. Storleken på cirklarna representerar den beräknade besöksfrekvensen och bredden på länkarna det beräknade besöksflödet mellan idémetropolerna. Data från Twingly och klustring och visualisering från Mapequation.

Med doktoranderna Atieh Mirshahvalad och Alcides Viamontes Esquivel, har Rosvall under året arbetat med att vidareutveckla matematiken för att kunna avslöja dolda strukturer i alltmer komplicerade nätverk. Atieh Mirshahvalad arbetar till exempel i ett intressant tvärvetenskapligt projekt med Johan Lindholm och Mattias Derlén från Juridiskiska institutionen för att förstå strukturen i EU-domstolens domar.

Institution har sedan flera år tillbaka ett samarbete med Prof. Steve Teitel vid University of Rochester, Rochester, NY. Detta arbete har under de senaste åren inriktas mot "jamming"—ett försök att ta ett nytt grepp på flera olika sorters system där dynamiken blir allt långsammare när (exempelvis) densitet eller temperatur förändras. Redan 2007 publicerade vi analys av simuleringsdata som gav starkt stöd för tanken att jamming är ett kritiskt fenomen. Detta resultat baserades dock på data med ganska dålig precision och det har inte varit helt enkelt att förbättra denna analys för att bestämma precisa värden på den kritiska densiteten och de kritiska exponenter som kännetecknar fasövergången. Den grund-läggande orsaken till dessa svårigheter är att den enklaste skalningsanalysen inte fungerar; för att få till en trovärdig analys måste skalningskorrektioner inkluderas och det ökande antal frihetsgrader i dessa analyser gör det svårt att dra säkra slutsatser.

Vårt största framsteg under 2010 var därför att genomföra dessa analyser där skalningskorrektionerna inkluderats. Detta var viktigt dels för att vår slutsats från 2007 nyligen har ifrågasatts, och dels för att flera av våra andra planerade projekt är beroende av pålitliga värden på exempelvis den kritiska densiteten. Ett annat fullbordat projekt är en precisionsanalys av partiklarnas diffusionen i ett system under skjuvning. Vi fann att hastighetskorrelationerna—som är direkt relaterade till diffusionen—vid mycket långsam skjuvning avtar algebraiskt, men också att effekten av högre skjuvningshastigheter fångas av en exponentiellt avtagande multiplikativ faktor.

Mer än 30 arbeten har publicerats inom området plasmafysik/icke-linjär fysik under 2010. Gruppen har bland annat varit aktiv inom kvantplasmor, laser-plasma växelverkan och kvantelektrodynamiska effekter av starka fält. Inom området kvantplasmor har framsteg gjorts inom kvantkinetisk teori. Dessutom har en ökad förståelse för elektronens spinn-egenskaper har uppnåtts, särskilt dess

Page 17: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 17 (23)

betydelse för den ponderomotiva kraften från ickelinjära elektromagnetiska pulser. Ett arbete rörande detta har publicerats i Physical Review letters. Under året har simuleringsverksamheten fått ökat utrymme, där en nyrekryterad postdoc arbetar med simuleringar av klassiska plasmor. Samarbetet med den experimentellt inriktade lasergruppen vid Lunds universitet har fortsatt och bidragit till intressanta nya projekt inom simuleringsverksamheten (se figur). Medlemmarna i gruppen har dessutom haft inbjudna föredrag på ett stort antal konferenser och workshops, samt ett engagemang i Europeiska infrastruktursatsningar som ELI och HiPER. En ny forskarassistenttjänst utlystes och tillsattes (Anton Ilderton), och det innebär en avsevärd och långsiktig förstärkning inom området högeffektfysik.

Figur. Här ses effekterna av en infallande högeffektlaserpuls på en mikrometerstor glassfär. Sfären upphettas kraftigt samtidigt som elektronerna på dess yta accelereras och skapar mycket starka elektriska fält. Modellstudier av detta slag är av stor vikt för att förstå den komplicerade ickelinjära dynamiken som uppstår när man försöker accelerera partiklar (i det här fallet protoner, vilka kan ses i svart) med hjälp av laserpulser. Denna bild är tagen från en så kallad particle-in-cell-simulering gjord på HPC2Ns Akka-dator. Resultaten, från ett samarbete med den expereimentella verksamheten vid Lund Laser Centre och Lunds universitet, publicerades i New Journal of Physics, vol. 13, 013030 (2011).

Inom området kvantplasmor har resultaten bland annat tillämpats mot framtida elektroniska nano-komponenter inom området plasmonik. Inom detta forskningsfält har gruppen utvecklat en kvant-kinetisk teori som tar hänsyn till de ingående partiklarnas dynamiska spinnegenskaper, resultat som publiceras i den vetenskapliga tidskriften New Journal of Physics. Vidare har gruppens forskning visat på ett flertal nya kvantmekaniska effekter i plasmor som normalt betraktas som fullt klassiska. En lång rad nya samarbeten inleddes också under det gångna året, t.ex. med Umeå Plant Science Centre, där Mattias Marklund också blev invald som Associate Member. Speciellt inleddes ett samarbete med Lunds universitet via Lund Laser Centre, där samarbetet har fokuserats på storskaliga numeriska simuleringar av laser-plasma växelverkan relevanta för pågående och framtida experiment. Här kan man se ett stort tillämpat intresse, då många av de experiment och simuleringar som utförs är inriktade på protonacceleration. Denna protonacceleration är exempelvis av stor medicinsk vikt, då det är ett försteg till småskalig hadronterapi för cancerpatienter. Detta samarbete förväntas växa ytterligare under de kommande åren. Vidare har det fruktbara samarbetsprojektet mellan gruppen för organisk elektronik, ledd av Ludvig Edman, och gruppen för plasmafysik/icke-linjär fysik fortsatt, där modellering av organiska halvledare var huvudfokus. De första resultaten publicerades i Physical Review B.

Inom området Bose-Einsteinkondensation och kalla gaser har vi bedrivit forskning inom bland annat kvantkoherens, oordning och starkt korrelerade system. En ny postdoktor, Harri Mäkelä, och doktoranden Dmitry Kobyakov började sina anställningar under året. Emil Lundh och Alice Bezett initierade ett forskningssamarbete med Vitaly Bychkov och Mattias Marklund kallat kvanthydro-

Page 18: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 18 (23)

dynamik, där forskargruppernas respektive kompetenser i kvantfysik och strömningslära kombineras för att kunna utforska nya typer av fysik. Till projektet anställdes doktoranden Dmitry Kobyakov. Doktoranden Alberto Cetoli tillbringade delar av våren vid Niels Bohr International Academy i Köpenhamn där han genomförde ett forskningsprojekt om gravitationsvågor och elektriska ledare. Emil Lundh var medarrangör till programmet "Quantum Solids, liquids and gases" vid Nordita i Stockholm i juli-augusti, som attraherade ett stort antal internationella toppnamn inom fältet. Gruppen har också deltagit som nod i NordForsk-nätverket "Cold atoms and condensed matter" som avslutades under året, och i det europeiska nätverket "ESF Research Networking Programme, Cold atoms, Semiconductor Polaritons, and Nanoscience", POLATOM.

Rymdforskningen vid institutionen behandlar främst studier av satellitdata för att utveckla förståelsen av norrskensrelaterade processer i jordens magnetosfär. Energiomvandlig (mellan partiklar och det elektromagnetiska fältet) i jordens magnetsvans står i fokus för forskningen vid institutionen. Med hjälp av data från de fyra Clustersatelliterna har man bl.a. lyckats att, i magnetosfärens plasmaskikt, identifiera ett antal generatorområden som, åtminstone delvis, förmodas koppla till norrskensakti-vitet. Vidare studerar man solvindens påverkan på omagnetiserade planeter såsom Mars och Venus.

Forskargruppen inom organisk fotonik och elektronik studerar elektroniskt aktiva organiska material med en mängd olika spektroskopiska och elektrokemiska metoder. De mest lovande av dessa mjuka och lösningsprocessbara elektroniska material används sedan för tillverkning av olika typer av funktionella elektroniska komponenter, t.ex. transistorer, integrerade kretsar och ljusemitterande elektrokemiska celler (LEC:ar). Gruppen har under 2010 bland annat lyckats utveckla en LEC med rekordprestanda i form av lång operativ livslängd och högt ljusutbyte. Gruppen har vidare demon-strerat funktionella LEC:ar som lyser med de tre grundfärgerna blått, grönt och rött, och en uppsätt-ning belysningskomponenter med olika ljusemission visas i figuren nedan. Ett projekt som har attraherat stort internationellt intresse är tillverkningen av en flexibel och helt metallfri belysnings-komponent, baserad på en kombination av grafen och ledande/lysande plast; se figur nedan. Dessa forskningsgenombrott har lagt grunden till att ett företag, Lunavation (www.lunavation.com), har kunnat etableras för vidareutvecklingen av bland annat belysningskomponenter mot kommersiella applikationer. I ett annat projekt har forskargruppen utvecklat en teknik för mönstring av mikro-meterstora strukturer i tunna organiska elektroniska filmer. Funktionen hos denna teknik för elektroniktillämpningar har demonstrerats via realiseringen av funktionella CMOS-kretsar.

Figur. (vänster) Flerfärgsemission från fyra olika LEC:ar; (höger) en flexibel belysningskomponent som är helt metallfri.

Forskargruppen i Kondenserad materiens fysik består av flera oberoende mindre grupper som är verksamma inom sina specialistområden men som samarbetar inom vissa projekt. Den experimentella forskningen fokuserar på att förstå och modifiera kemiska och fysikaliska egenskaper hos kolbaserade material eller alkalimetallhydrider. Experimentella tekniker som används är exempelvis spektroskopi, kemisk tillverkning av kolnanorör (CVD), syntes och karaktärisering under höga tryck, samt ett flertal olika

Page 19: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 19 (23)

elektronmikroskopitekniker såsom svepelektronmikroskopi, transmissionselektronmikroskopi, atomkraftmikroskopi, och sveptunnelmikroskopi.

Forskargruppen “nanostrukturerat kol” har haft en stark utveckling under 2010. Gruppen har expan-derat från en doktorand (Florian Nitze) och rekryterat två ytterligare doktorander, Tiva Sharifi och Hamid Barzeghaar. Dessutom har en post-dok, Guangzhi Hu förstärkt gruppen inom området elektro-kemi och kemisk modifiering av kolnanostrukturer, främst genom att dekorera dem med nanopartik-lar av katalysmaterial. Detta är ett område som utvecklas starkt både internationellt och för vår forskargrupp. Vi har haft en mycket god anslagstilldelning under 2010 med anslag från Ångpanne-föreningen, Gustaf Richerts, Kempestiftelsen, och Wenner-Gren stiftelserna. Beslut från Vetenskaps-rådet i november att stödja gruppens forskning med 2.85 MSEK under 2011-2013 tryggar ytterligare för framtiden. Gruppen deltar aktivt i två av universitetet utsedda starka forskningsmiljöer, ”solar fuels” och ”light in science and technology”. Detta kommer att möjliggöra ytterligare expansion under 2011 och vi planerar att rekrytera ytterligare två post-dok med kopplingar till gruppen. Under 2010 har en vibrationsspektroskopiplattform byggts upp. Plattformen består av state of the art mätutrus-tning för infraröd och Raman spektroskopi och leds av en styrgrupp bestående av, Thomas Wågberg (fysik), Per Persson (kemi), och Björn Sundberg (SLU). Plattformen administreras och underhålls av en tekniker, Andrzas Gorzas. Från 2011 kommer plattformen att ingå i KBC-miljön, där fysik nu också är medlem sedan 2011. Under 2011 tilldelades en ansökan från Thomas Wågberg, Per Persson och Lennart Johansson medel för att utveckla en kurs i ”molekylspektroskopi med tillämpningar”. Kursen ges för första gången under vårterminen 2011. Thomas Wågberg gav i december 2010 en docent-föreläsning ”catalysts for green energy applications”, och är sedan 2011-01-28 formellt docent.

Grafitoxid har liksom vanlig grafit en lagerstruktur, men avstånden mellan lagren är större och efter 150 år är den exakta strukturen fortfarande något av en gåta. Under 2008 upptäckte vi en mycket ovanlig egenskap hos grafitoxid: Strukturen expanderade under högt tryck på grund av att vatten-molekyler gick in mellan kristallens plan [1]. Senare studier har visat att inte bara vatten utan också alkoholer (metanol och etanol) och andra lösningsmedel (aceton) kan pressas in mellan oxiderade kolplan under mycket höga tryck. I dessa fall sker inträngandet dock på ett helt annat sätt än för vatten. Experiment med blandningar av vatten och alkoholer visar att vatten behåller sin flytande form mellan grafitoxidplanen också vid temperaturer där det "fria" vattnet övergått till fast form (is) utanför grafitoxidkornen. Nyckeln till att förstå dessa unika egenskaper är grafitoxidens nanoporösa struktur, och de nya resultaten kan hjälpa oss till en bättre förståelse av denna struktur. En annan viktig parameter är grafitoxidens kemiska egenskaper, och vi har nyligen visat att pH-värdet i experimentet är mycket viktigt: De strukturella ändringarna blir mycket små i sur vattenlösning (utspädd saltsyra) men mycket stora (85% expansion!) i basisk lösning (NaOH, "lut"). Experiment på grafitoxid kan bli mycket viktiga för vår allmänna förståelse av nano-inneslutningseffekter (nano-confinement effects). Det är väl känt att vätskor, till exempel vatten, får helt andra egenskaper när de innesluts i utrymmen med molekylära dimensioner (nanometerstorlek). Under sådana villkor får vätskan till exempel oftast mycket lägre fryspunkt, och man tror att många biologiska fenomen kan förklaras av att vattenmolekyler stängs inne i nano-kaviteter. Grafitoxid kan betraktas som ett utmärkt modellmaterial för studier av porösa hydrofila lagerbaserade system och av nanoinneslutningars effekter på strukturen hos olika lösningsmedel och andra vätskor.

En annan spännande egenskap hos grafitoxid är att det lätt kan sönderdelas för att skapa enskilda grafitoxidlager, som i sin tur kan konverteras till grafen (enstaka grafitskikt) genom kemisk reduktion eller uppvärmning till rimliga temperaturer. Vi har nyligen publicerat en artikel i Journal of Physical Chemistry C där vi studerat temperatur-inducerad exfoliering av grafitoxid vid olika tryck. Genom att variera trycket kunde vi erhålla olika typer av kolmaterial vid reaktionen: Vid tryck i storleksordningen GPa erhölls nanometerstora grafitpartiklar, medan behandling vid och under atmosfärstryck gav mikrometerstora grafenplattor innehållande ett fåtal grafenskikt som resultat.

Nanoporösa material är också av mycket stort intresse för lagring av vätgas. Vi har studerat väte-absorptionsegenskaperna hos kobolt- och zinkbaserade "Metal-Organic Framework"-material (MOF) nära rumstemperatur. En maximal vätelagringskapacitet på 0.75 vikts% erhölls för ett zinkbaserat

Page 20: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 20 (23)

material (C22H20N2O8Zn2) vid 175 Bar vätgastryck och T = - 4 oC. Vi har också bidragit till förståelsen av varför olika grupper fått mycket olika resultat vid studier av MOF-material, då vi fann att vissa MOF har mycket dålig stabilitet i "tomt" tillstånd och lätt drabbas av strukturell kollaps när vätemolekylerna går ut ur och in i materialet under urgasnings- och absorptionsfaserna. Dessa resultat publicerades i International Journal of Hydrogen Energy. Nyligen visade vi också att tillsats av en katalysator, Pt, inte gav någon ökning av viktandelen väte som absorberades i en vanlig typ av MOF-material.

Inom fältet Analytisk Laserspektroskopi har forskningen fortsatt med god fart. Laserfysikgruppen har befäst sin ställning som världsledande vad gäller utveckling av den mycket känsliga NICE-OHMS-tekniken för detektion av molekylära konstituenter i gasform. Under senare år har denna teknik huvudsakligen baserats på mycket smalbandiga fiberlasrar. Detta har dock resulterat i att den är begränsad till ett mindre antal typer av molekyler. För att bredda dess tillämpbarhet har tekniken under det senaste året för första gången realiserats m h a en smalbandig DFB (eng. distributed feedback) laser. Ett arbete rörande studier av mer fundamental art har därtill initierats. Vi har som första grupp påvisat s k Dicke narrowing i dispersiva signaler; uttryck för den förväntade signal-formen har härletts, och experimentella signaler som bekräftar teorin har uppmätts. Därtill har utvecklingen av en ny teknik för känslig detektion av paramagnetiska molekyler (t ex kväveoxid, NO), FAMOS (eng. Faraday modulation spectroscopy), rönt framgång. En kvantitativ beskrivning av tekniken, uttryckt i de mest användbara storheterna, t ex integrerad linjestyrka och Fourierkoeffi-cienter för modulerade dispersiva linjeformer, har publicerats. En speciell teori för detektion av NO mha FAMOS adresserande elektroniska övergångar har utvecklats. De första demonstationerna av UV-baserad FAMOS adresserande elektroniska övergångar i NO m h a ett fullt diodlaserbaserat system har gjorts. Därtill har en IR-baserad instrumentering för detektion av NO på dess mest känsliga fundamentala vibrationsövergång, som är kapabel att i realtid (med responstider i sekund-området) detektera närvaron av några få ppb (parts-per-billion, 10-9), utvecklats. En teknik för mätande av temperaturen i vattenånga i det s k C-bandet (kring 1.5 µm) med användande av diod-lasrar för kommunikationsändamål har utvecklats. Dock har en del av året (juni – okt) använts till att flytta utrustningen till nya tillfälliga lokaler i NA-huset.

Även den forskning som utförs inom området Biologisk Fysik i den optiska pincettengruppen har varit lyckosam under 2010. Under våren har ett antal experiment i samarbete med andra grupper inom UCMR-konsortiet utförts. Ett viktigt resultat är kartläggningen av de biomekaniska egen-skaperna hos F1C pili från urinvägsinfektions-alstrande E. coli (UPEC) bakterier. Detta har fått till följd att de biofysikaliska egenskaperna hos ett antal olika typer av helixformade pili har kunnat jämföras och korreleras till de miljöer där de huvudsakligen uppträder. Dessutom har gruppen gjort framsteg vad gäller modellering av adhesions-egenskaper hos bakterier som uttrycker helix-formade pili. Vi har bland annat visat att bakterier som binder till receptorer med så kallade ”slip-bonds”, som följer vanliga termodynamiska lagar som bland andra beskrivits av E. Evans, kan, om de binder med mer än en pili, uppträda under förtäckt täckmantel, som om de bundit med s k ”catch-bonds”. Därtill har gruppen skrivit ett kapitel i en bok om adhesionsmekanismer hos bakterier. Den optiska pincettgruppen har därtill ägnat en väsentlig del av året till att packa, flytta och sätta upp instrumenteringen i nya tillfälliga lokaler i NA-huset. Under hösten och vintern har även instrumenteringen förbättrats och uppgraderats för att möta de krav på stabilitet som vissa påtänkta experiment kräver. Framförallt har optik, piezosteg och lasrar bytts ut. En av uppställningarna, vilken byggs kring en ny typ av laser, är fortfarande under uppbyggnad och beräknas vara klar under våren. En större uppgradering av den egenutvecklade mjukvaran för att, kalibrera och styra experiment, samt

Page 21: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 21 (23)

genomföra mätningar har gjorts fortlöpande. Dessa åtgärder har varit tidskrävande men viktiga för att på lång sikt kunna bibehålla en instrumentering i toppklass.

Samverkan Institutionen har en omfattande samverkan inom universitetssamhället. Denna sker bland annat genom:

uppdrag inom centrala organisationer såsom Vetenskapsrådet och Fysikersamfundet,

samverkan inom Umeå universitet genom institutioner och centrumbildningar (UCMR, IceLab, UMIT Research Lab, HPC2N),

seminarier av inbjudna internationellt framstående forskare,

internationella utbytesprogram för lärare (ERASMUS) och forskare (SIDA-projekt i samarbete med Laos),

nationell samverkan i forskarskolan i naturvetenskapens och teknikens didaktik samt genusforskarskolan.

Institutionen har också en intensiv samverkan med samhället utanför universitetsvärden. Denna omfattar bland annat:

samverkan med gymnasieskolor, besök vid skolor och utbildningsmässor, besök från skolor, laborationer förlagda vid universitetet, tjejhelg, Skolornas fysiktävling,

samverkan med näringslivet i forskningsprojekt, tex Siemens AB, LKAB, Algoryx Simulation, ProcessIT Innovations

samverkan med näringslivet inom grundutbildningen genom examensarbeten, studentprojekt i samarbete med företag, gästföreläsningar och

företagskvällar, fadderföretagsverksamhet, medverkan i projektet Närkontakt,

kontakt med alumner.

populärisering av fysikämnet, tex genom Hollywoodfysik, Umevatoriet (observatorium, planeta-rium, fysikleksaker, experimentförläsningar, interaktiva simuleringar), TV (Boston Tea Party),

Samarbetet med Siemens AB innbär bland annat att en VR-finansierad industriforskarassistent (Pawel Kluczynski) och en doktoran (Jonas Westberg) inom universitetets företagsforskarskola är knutna till institutionen. Samarbete med LKAB och Algoryx Simulation har inletts inom simulering av storskaliga granulära flöden med en doktorandtjänst inom företagsforskarskolan.

Institutionen för fysik är värdinstitution för UVIV-Umevatoriets virtuella världar, ett EU Mål2-projekt som beviljades 12.6 millioner kronor sommaren 2008. UVIV-projektets syfte är öka det allmänna intresset, speciellt hos barn och ungdomar, för naturvetenskap och teknik genom att skapa attrak-tioner, tillämpningar och arbetsprocesser som ökar Umevatoriets konkurrens- och attraktionskraft. Projektets målsättning är att utveckla Umevatoriet som en regional attraktion med hög profil och stor konkurrenskraft hos målgrupperna för dess verksamhet.

Projektet är indelat i följande aktiviteter:

Vetenskapen visualiserad.

Observatorium och planetarium - Umeå i världsalltet.

Utforska okända världar. Delprojekten ”Livet i en vattendroppe”, ”Vetenskaps-detektiverna” och ”vår knasiga värld” har startats.

Visulatoriet. Upphandling av nytt projektorsystem och planetarieprogramvara till Umevatoriets visualiseringsdome har genomförts.

Nätverk och processutveckling. Initiala kontakter med lokala företag, företrädare för skolorgani-sationen inom Umeå kommun samt nyckelpersoner inom Umeå universitet har tagits.

Informationsspridning om verksamhet och resultat.

Projektutvärdering och slutredovisning.

Page 22: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 22 (23)

© Mats Minnhagen.

Figur. Impact. Mats Minnhagens illustration till hur månen bildades, gjord för UVIV-projektet.

Page 23: Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010 · 2014-06-12 · Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som universitets lektorer, forskarassistenterna

Sid 23 (23)

Sammanfattande analys Grundutbildningen har, i omgångar, redovisat planer över hur det ackumulerade kapitalet ska kunna reduceras. Det balanserade kapitalet inför budgetåret 2010 låg på ca 2,8 Mkr. Resultatet för 2010 var negativt, det uppgick till ca 1,9 Mkr, och den ingående balansen inför 2011 är alltså ca 0,9 Mkr. Vår bedömning är att verksamheten kommer att visa ett resultat nära noll för 2011 och att det balanserade kapitalet därmed kommer att hålla sig klart under 10% av omslutningen på ca 26 Mkr.

Tillströmningen till våra kurser var rekordhög 2010, totalt registrerades 268 HST, se figuren nedan. Totala antalet registrerade förväntas under 2011 ligga på samma nivå.

Figur. Antal helårsstudenter (HST) i fysik under

åren 2002-2011 för teknisk-naturvetenskaplig utbildning, basåret, lärarutbildning och totalt. Data för 2011 baseras på prognoser.

Som framgår av figuren nedan har institutionens forskningsbidrag ökat starkt under de senaste åren. Minskningen av VR-anslagen under 2010 förklaras av att tre VR-finansierade forskarassistenter vid institutionen nu fått slutanslag. Den kraftiga ökningen av institutionens resurser, som är ett resultat av de goda forskningsresultat som uppnåtts under de senaste åren, innebär att forskningsfinansi-ärerna förväntar sig att vi skall prestera ännu bättre under kommande år. Att snabbt bygga ut och utveckla forskning är aldrig lätt, och med tanke på att vi samtidigt skall renovera institutionens lokaler blir det en svår utmaning att öka produktionen av intressanta forskningsresultat, speciellt inom den experimentella verksamheten. Med hjälp av noggrann planering och den entusiasm som tanken på de nya fina lokalerna väcker har vi dock goda förhoppningar om att klara denna uppgift.

Figur. Bidrag, utöver fakultetsanslaget, till forskning vid Institutionen för fysik i Mkr för perioden 2005–2011. Mörka staplar visar anslag från Vetenskapsrådet och ljusa staplar de totala anslagen. Notera att vi för 2011 redovisar sådana medel som beviljats fram till och med februari månad. De totala anslagen för 2011 blir förmodligen i slutändan större.

0

50

100

150

200

250

300

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

HST

Totalt

Teknatutbildning

Basåret

Lärarutbildning

2005 2006 2007 2008 2009 2010 20110

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

TotaltVR