Fachbereich Physik und Astronomie

Forschung

Der Fachbereich Physik und Astronomie an der Universität Bern ist in Institute und Abteilungen gegliedert, die sich bestimmten Themenbereichen widmen: das Institut für Angewandte Physik, das Astronomische Institut, das Institut für Theoretische Physik, das Laboratorium für Hochenergiephysik und die Abteilungen Klima- und Umweltphysik und Weltraumforschung und Planeteologie. Um dem interdisziplinären und institutsübergreifenden Charakter der modernen Forschung gerecht zu werden, wurden auch universitäre Zentren gegründet wie das Albert Einstein Center für fundamentale Physik, das Center for Space and Habitability (CSH) oder das Oeschger-Zentrum für Klimaforschung. 

Institute und Abteilungen

Astronomisches Institut (AIUB)

Das AIUB befasst sich mit der Realisierung von globalen Bezugssystemen am Himmel und auf der Erde und der Bewegung von natürlichen und künstlichen Himmelskörpern in diesen Systemen, sowie der Erforschung der Sonne und des «Weltraumwetters». So lassen sich Rückschlüsse über kritische Veränderungen und Wechselwirkungen im System Erde/Sonne ziehen: Wie schnell schmelzen die Eismassen in den Polargebieten? Wie lassen sich mittels Machine Learning Sonnenstürme vorhersagen? Wie verändert sich die ständig zunehmende Population an Weltraumschrott? Das AIUB baut astronomische Instrumente, betreibt das Observatorium in Zimmerwald und verschiedene Rechenzentren. Als Partner in ESAund NASA-Missionen analysiert das AIUB astronomische und geodätische Beobachtungen.

Institut für Theoretische Physik (ITP)

Das ITP erforscht eine Vielzahl von Themen aus dem Bereich der Elementarteilchenphysik, von der Wechselwirkung von Hadronen bei tiefen Energien, zu Prozessen an Teilchenbeschleunigern und im frühen Universum, bis zur Gravitation und Stringtheorie. Das heutige Wissen über die Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen ist im Standardmodell der Teilchenphysik zusammengefasst, einer konsistenten Beschreibung der starken, schwachen und elektromagnetischen Wechselwirkung mittels Quantenfeldtheorien. Ein Schwerpunkt der Forschung am ITP ist die Entwicklung neuer Methoden in der Quantenfeldtheorie und ihre Anwendung zur präzisen Vorhersage von Prozessen im Standardmodell und in möglichen Erweiterungen desselben.

Institut für angewandte Physik (IAP)

Im Rahmen der Biomedizinischen Photonik erforscht das IAP sowohl die Entwicklung neuer Analyse-, Diagnose- und Therapieverfahren, als auch die Optimierung bereits bestehender Verfahren in der Medizin. Laser sind einzigartige Lichtquellen, die uns ungeahnte Einblicke in grundlegende Prozesse des Lebens ermöglichen. Das für diese Art Forschung entwickelte Instrumentarium ist sowohl für die Grundlagenforschung als auch für die angewandte Forschung interessant, so ermöglicht es z.B. neuartige Anwendungen in der Medizin oder der Lasermaterialbearbeitung. Das IAP entwickelt neue Instrumente und optimiert Systeme im Mikrowellenbereich, hauptsächlich für die Fernerkundung der Atmosphäre und Umwelt. Die gewonnenen Daten erlauben es atmosphärische Prozesse zu untersuchen und besser zu verstehen.

Physikalisches Institut

Laboratorium für Hochenergiephysik (LHEP)

Am LHEP werden die fundamentalen Eigenschaften der Elementarteilchen und deren Wechselwirkungen untersucht. Das heutige Wissen über die Bausteine unseres Universums ist im Standardmodell der Teilchenphysik zusammengefasst. Jedoch gibt es noch viele ungelöste Fragen: Warum gibt es viel mehr Materie als Antimaterie? Was ist Dunkle Materie und Dunkle Energie? Welche Masse haben Neutrinos? Gibt es weitere fundamentale Teilchen? Am LHEP geht man diesen Fragen auf den Grund und befasst sich dabei mit Neutronen- und Präzessionsphysik bei niedrigen Energien, Kollider-, Neutrino- und Medizinphysik. Die Experimente werden in den Laboratorien der Universität, am CERN, am Paul Scherrer Institut, am Zyklotron-Beschleuniger des Inselspitals und weiteren internationalen Forschungsinstituten durchgeführt.

Physikalisches Institut

Abteilung Klima- und Umweltphysik (KUP)

Die Abteilung Klima- und Umweltphysik untersucht die naturwissenschaftlichen Grundlagen des Klimas. Wie war das Klima in der Vergangenheit? Wie ändert es sich in der Zukunft? Welche Rolle spielt der Mensch?Welche Wechselwirkungen bestehen zwischen Treibhausgasen, Temperatur, der Zirkulation der Weltmeere und der Atmosphäre, den grossen Eisschilden, der Biosphäre und den Kreisläufen von Kohlenstoff, Wasser oder Sauerstoff? Dazu untersucht die KUP Eiskerne aus Grönland und der Antarktis, misst die Zusammensetzung der Atmosphäre (z.B. auf der Forschungsstation Jungfraujoch), studiert den Wasserkreislauf, entwickelt Modelle des Erdsystems und simuliert das Klima mit Hilfe von Supercomputern. Die KUP gehört zum interdisziplinären Oeschger Zentrum für Klimaforschung der Universität Bern.

Physikalisches Institut

Abteilung Weltraumforschung und Planetologie (WP)

Die Abteilung WP untersucht die Entstehung und Evolution von Planetensystemen und erforscht Planeten, Monde, Kometen, Asteroiden und Meteoriten sowohl in unserem eigenen Sonnensystem als auch in extrasolaren Planetensystemen mit Hilfe von Raumsonden, Teleskopen, Laboruntersuchungen und theoretischen Modellen. Untersucht werden die Oberflächen, der innere Aufbau und die Atmosphären wie auch (astro)physikalische und chemische Prozesse, die diese Himmelskörper prägen. Die WP nimmt regelmässig an Missionen der grossen Weltraumorganisationen wie ESA oder NASA teil. Mit CHEOPS teilt man sich die Verantwortung mit der ESA für eine ganze Mission. Berner Forschende sind auch an der Weltspitze mit dabei, wenn es um theoretische Modelle und numerische Simulationen zur Entstehung und Entwicklung von Planeten geht.