Катедра за теоријску физику окупља истраживаче са богатим искуством у савременој теоријској физици кондензоване материје и примењеној математици. Главни истраживачки фокус Катедре обухвата квантну теорију магнетних система, са посебним акцентом на сложене магнетне структуре, укључујући слојевите феро- и антиферомагнетике, фрустриране системе, материјале са комплексним магнетним решеткама, квантне фазне прелазе, као и динамику и термодинамику јако корелисаних система. Савремена истраживања Катедре усмерена су на квантну сплетеност, кохерентност и сложене фрустриране магнетне системе, уз проширивање тема на актуелне изазове квантне и теоријске физике кондензоване материје.Ови системи имају значај не само за микроелектронику и савремене меморијске технологије, већ и због своје повезаности са проблемима суперпроводности и другим кључним питањима у физици кондензоване материје. Поред магнетних система, чланови Катедре истражују нелинеарну динамику у нискодимензионим и периодичним системима, укључујући Френкел-Конторова модел. Ова истраживања доприносе разумевању сложених квантних и нелинеарних појава, са потенцијалним применама у напредним технологијама, микроелектроници и интердисциплинарним областима.
Осим истраживања у области теоријске физике кондензоване материје, чланови Катедре развијају и напредне математичке приступе, укључујући примену фракционог рачуна у моделовању вискоеластичних и нелинеарних система, таласних феномена и дифузионих процеса. На тај начин, истраживачки рад Катедре се природно проширује и на области примењене математике и инжењерске физике. Део истраживања обухвата и метеоролошке и климатолошке примене, укључујући нумеричко моделовање атмосферских процеса, проучавање квалитета ваздуха и климатских промена. Ове активности додатно наглашавају интердисциплинарни карактер рада Катедре, као и њен научни и друштвени значај.
Катедра активно развија и унапређује међународну сарадњу. Наши истраживачи сарађују са истраживачким групама у Русији, Великој Британији и широм Европе, као и са домаћим институцијама, укључујући Институт „Винча“ и Институт за физику у Земуну. Ова сарадња омогућава континуирану размену знања, приступ савременим методама и укључивање у пројекте од међународног значаја, чиме се додатно јача научни и образовни потенцијал Катедре и Департмана.
Кроз синергију теоријских, нумеричких и примењених приступа, Катедра обезбеђује динамично и подстицајно окружење за образовање и професионални развој нових генерација научника. Њени циљеви обухватају продубљивање разумевања сложених феномена у физици кондензоване материје и фрустрираним магнетним системима, истраживање квантне сплетености, као и развој иновативних решења која повезују фундаментална истраживања са савременим технологијама, примењеном математиком и заштитом животне средине.
Катедра за теоријску физику на Природно-математичком факултету Универзитета у Новом Саду практично је основана доласком проф. др Братислава Тошића 1971. године. Овај догађај представљао је кључни тренутак за развој теоријске физике кондензоване материје у Новом Саду и шире у Србији. Проф. Тошић је, након вишегодишњег рада и усавршавања у Москви и у Обједињеном институту за нуклеарна истраживања у Дубни, донео савремена знања и истраживачка интересовања у областима магнетизма, квантне оптике, као и суперпроводности и суперфлуидности.
Посебан допринос проф. Тошића огледа се у увођењу и развоју модерног теоријског апарата, пре свега формализма бозонских репрезентација и Метода двовременских температурских Гринових функција. Ови методолошки приступи постали су темељ истраживачког рада Катедре и омогућили су систематско проучавање јако корелисаних квантних система, нарочито магнетних материјала и фазних прелаза, у складу са савременим светским токовима у теоријској физици.
Први чланови Катедре – проф. др Станоје Стојановић, др Маријо Шкрињар и др Дарко Капор – наставили су и даље развијали ове истраживачке правце. Њихов рад допринео је учвршћивању теоријске школе у области физике кондензоване материје, као и проширивању тема на сложеније магнетне системе, нискодимензионе структуре и нелинеарне појаве. У том периоду постављени су чврсти темељи за континуирани научни и образовни развој Катедре, као и за њено препознавање у домаћим и међународним оквирима.
Данашњи чланови Катедре настављају ову традицију, даље развијајући и проширујући теоријске и методолошке приступе утемељене од стране проф. др Братислава Тошића. Савремена истраживања обухватају квантну теорију сложених и фрустрираних магнетних система, квантну сплетеност и кохерентност, нелинеарну динамику, као и примену напредних математичких метода. На тај начин, Катедра задржава континуитет истраживачке школе, истовремено се прилагођавајући савременим изазовима теоријске физике кондензоване материје и интердисциплинарним применама.
Катедра за теоријску физику посвећена је фундаменталним и интердисциплинарним истраживањима која интегришу теоријску физику, примењену математику и инжењерске примене. Главне области истраживања обухватају:
- Теоријска физика кондензоване материје: сложени и фрустрирани магнетни системи, слојевити феро- и антиферомагнетици, материјали са комплексним магнетним решеткама, квантни фазни прелази у магнетним системима, као и динамика и термодинамика јако корелисаних система. Посебан акценат стављен је на квантну сплетеност и кохерентност у магнетним системима, са циљем бољег разумевања фундаменталних квантних феномена и њихових потенцијалних технолошких примена.
- Примена фракционог рачуна и напредних математичких метода: моделовање вискоеластичних и нелинеарних система, таласних феномена, дифузионих процеса, као и нелинеарне динамике у периодичним и квантним системима, укључујући Френкел–Конторова модел.
- Метеорологија и климатологија: нумеричко моделовање атмосферских процеса, прогноза УВ зрачења, мониторинг квалитета ваздуха, анализа климатских промена и утицаја екстремних временских догађаја.
- Интердисциплинарне примене: микроелектроника и меморијске технологије, уређаји засновани на квантним ефектима (попут суперпроводних структура и квантних кола), као и друга кључна питања у физици кондензоване материје са потенцијалним применама у технологији и инжењерингу.
План и визија
- Развој нових теоријских и нумеричких метода
Унапређујемо приступе за моделовање сложених магнетних и квантних система, комбинујући теоријску анализу, фракционе прорачуне, напредне нумеричке симулације и развој нових рачунарских алата. Посебан фокус стављен је на креирање и примену савремених софтверских решења која омогућавају детаљно истраживање динамике и термодинамике сложених система, што прати глобалне трендове у истраживачким групама широм света. - Јачање међународне сарадње
Ширимо партнерства са водећим истраживачким групама и активно учествујемо у пројектима високог међународног значаја, чиме обезбеђујемо размену знања, приступ савременим методама и подизање научног потенцијала Катедре. - Повезивање истраживања са применом
Наша теоријска и нумеричка истраживања интегришу се са практичним применама у технологији и заштити животне средине, укључујући микроелектронику, материјале и моделовање атмосферских процеса, чиме Катедра доприноси и научном и друштвеном развоју.
Одабрани пројекти
- Експериментална и теоријска истраживања физичких особина и структуре метала, полупроводника и изолатора (1993–1995).
- Физичке карактеристике материјала и транспортни процеси (1996–2000).
- Динамичке и термодинамичке особине јако корелисаних система са сложеним структурама (2001–2005).
- Теоријска истраживања строго корелисаних система са комплексним структурама (2006–2010).
- Утицај елементарних ексцитација и конформација на физичка својства нових материјала базираних на јако корелисаним нискодимензионим системима (2011–2019).
- Непертурбативни и пертурбативни аспекти сложених многочестичних система, дугорочни пројекат АП Војводине (2016–2020).
- Прогноза квалитета ваздуха на територији АП Војводине, краткорочни пројекат од интереса за развој научноистраживачке делатности у Аутономној покрајини Војводини (2017–2018).
- Процена изложености становника АП Војводине биоаеросолима који су штетни за здравље, краткорочни пројекат од интереса за развој научноистраживачке делатности у Аутономној покрајини Војводини (2024–2025).
Катедра за теоријску физику обједињује врхунска научна истраживања, савремен и садржајан наставни програм, као и развијену међународну сарадњу, стварајући подстицајно и интелектуално динамично окружење за студенте, истраживаче и сараднике. Овакав интегрисани приступ омогућава стицање дубоких теоријских знања, развој аналитичких и истраживачких вештина, као и активно укључивање у иновативне пројекте у областима теоријске физике кондензоване материје, примењене математике и савремених интердисциплинарних истраживања. Ослањајући се на снажну истраживачку традицију и континуирани развој теоријских и методолошких приступа, Катедра успешно одговара на савремене изазове фундаменталне науке, истовремено образујући нове генерације физичара и истраживача. Тиме Катедра потврђује своју улогу једног од кључних носилаца теоријске физике на Универзитету, као и поузданог и препознатљивог партнера у међународној научној заједници, са јасном оријентацијом ка даљем развоју науке и високог образовања.
Настава и курсеви
Наставна делатност Катедре за теоријску физику обухвата широк и тематски разноврстан скуп курсева на свим нивоима студија – од основних до докторских академских студија. Курсеви које изводе чланови Катедре засновани су на савременим теоријским приступима и методологијама, у потпуности усклађеним са наставним програмима водећих светских факултета из области физике. Посебан акценат стављен је на дубинско разумевање фундаменталних принципа, развој аналитичког и нумеричког мишљења, као и на повезивање теоријских концепата са актуелним истраживачким темама и применама у савременој науци и технологији. На тај начин, настава на Катедри студентима обезбеђује чврсту теоријску основу и компетенције упоредиве са образовањем на реномираним међународним универзитетима, припремајући их за даљи научни рад или професионално ангажовање у физици, као и у бројним интердисциплинарним областима.
У оквиру наставне делатности, чланови Катедре за теоријску физику реализују наставу из следећих предмета:
Основне струковне студије
- Математика
- Одабрана поглавља из математике
Основне академске студије
- Квантна механика
- Статистичка физика
- Теорија гравитације
- Квантна статистичка физика
- Теоријска механика
- Електродинамика
- Небеска механика
- Специјална теорија релативности
- Основи математичке физике
- Варијациони принципи у теоријској механици и електродинамици
- Увод у метеорологију
- Моделирање физичких процеса у атмосфери
- Моделирање у физици
- Симетрије у физици
- Методологија истраживачког рада
- Математичка физика
- Механика непрекидних средина
- Квантна и статистичка физика
Мастер академске студије
- Теорија кондензоване материје
- Основи теорије поља
- Напредна квантна механика
- Увод у ефективну теорију поља у кондензованом стању
- Нумеричке методе у статистичкој физици
- Теорија фазних прелаза
- Стручна пракса
- Изабрана поглавља теоријске механике
- Класична теорија поља
- Изабрана поглавља електродинамике
- Основе симулационих техника
- Глобалне промене животне средине
- Транспорт загађујућих материја у атмосфери
Докторске академске студије
- Методе квантне теорије поља у физици кондензоване материје
- Јако корелисани системи
- Технике ренормализације
- Методи квантне теорије магнетизма
- Монте Карло метод и његова примена у кондензованом стању
- Простирање таласа у меморијским и нелокалним материјалима
- Пренос електромагнетних поремећаја
- Фракциони рачун у теоријској физици
- Моделирање загађења и хемијског транспорта у атмосфери
Списак књига, збирки и монографија
- Пантић М., Увод у Ајнштајнову теорију гравитације, Природно-математички факултет, Нови Сад, 2005.
- Павков-Хрвојевић М., Шкрињар М., Капор Д., Крстоношић П., Збирка задатака по одабраним поглављима статистичке физике, Природно-математички факултет, Нови Сад, 2007.
- Павков-Хрвојевић М., Стојановић С., Основе небеске механике, Природно-математички факултет, Нови Сад, 2011.
- Пантић М., Квантна механика, том I и II, Природно-математички факултет, Нови Сад, 2024.
- Рутоњски М., Механика непрекидних средина, Природно-математички факултет, Нови Сад, 2022.
- Радошевић С., Мали П., Збирка задатака из математичке физике, друго, проширено издање, Природно-математички факултет, Нови Сад, 2020.
- Радошевић С., Методи теорије поља у статистичкој физици, Природно-математички факултет, Нови Сад, 2022. (електронско издање)
- Текић Ј., Мали П., The ac driven Frenkel-Kontorova model, Природно-математички факултет, Нови Сад, 2015.
- Подрашчанин З., Метеоролошка информатика: упутство за софтверске алате и задаци, Природно-математички факултет, Нови Сад, 2018.
- Подрашчанин З., Ћиришан А., Фирањ Сремац А., Транспорт загађујућих материја у атмосфери, Природно-математички факултет, Нови Сад, 2024.
- Атанацковић Т. М., Станковић Б., Пилиповић С., Зорица Д., Fractional Calculus with Applications in Mechanics: Wave Propagation, Impact and Variational Principles, ISTE – Wiley, London, 2014.
- Атанацковић Т. М., Станковић Б., Пилиповић С., Зорица Д., Fractional Calculus with Applications in Mechanics: Vibrations and Diffusion Processes, ISTE – Wiley, London, 2014.
- Зорица Д., Цветићанин С. М., Transmission Line Modeling by Fractional and Topological Generalization of the Telegrapher’s Equation, u: Radwan, A. G., Khanday, F. A., Said, L. A. (ur.), Fractional-Order Modeling of Dynamic Systems with Applications in Optimization, Signal Processing, and Control, Elsevier – Academic Press, London, 2021.
Чланови Катедре за теоријску физику:
- др Милан Пантић, редовни професор – руководилац катедре
- др Милица Павков Хрвојевић, редовни професор
- др Слободан Радошевић, редовни професор
- др Душан Зорица, редовни професор
- др Зорица Подрашчанин, редовни професор
- др Петар Мали, ванредни професор
- др Милица Рутоњски, ванредни професор
- др Соња Гомбар, научни сарадник
- др Слађан Јелић, научни сарадник