Fysik - Teknisk-naturvetenskaplig fakultet - Umeå universitet
Fysik - Teknisk-naturvetenskaplig fakultet - Umeå universitet
Fysik - Teknisk-naturvetenskaplig fakultet - Umeå universitet
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>Umeå</strong> <strong>universitet</strong>, 901 87 <strong>Umeå</strong><br />
Institutionen för fysik/Kjell Rönnmark<br />
Telefon: 090-786 67 89. Telefax: 090-786 66 73<br />
E-post: kjell.ronnmark@physics.umu.se<br />
www.physics.umu.se<br />
11-03-02<br />
Institutionen för fysik, verksamhetsberättelse 2010<br />
Sid 1 (23)<br />
Allmänt<br />
Institutionen är för närvarande i ett tillstånd av snabb utveckling och stora förändringar. Ett tecken på<br />
denna utveckling är att <strong>Umeå</strong> <strong>universitet</strong> 2010 utsåg två starka forskningsmiljöer föreslagna av<br />
institutionens forskare, nämligen Integrated Science Laboratory (PI Martin Rosvall) samt Ljus i<br />
Naturvetenskap och Teknik (PI Ove Axner).<br />
Institutionen har under 2010 anställt Petter Holme och Thomas Wågberg som <strong>universitet</strong>slektorer,<br />
forskarassistenterna David Barbero och Magnus Andersson, postdoktorerna Subhendu Paul, Ghosne<br />
Elbane Rahali, Christopher Harvey, Amol Holkundkar, Harri Mäkälä och Sang Hoon Lee, samt antagit<br />
doktoranderna Hamid Reza Barzegar Goltapehei, Avazeh Hashemloo, Da Wang, Alcides Viamontes<br />
Esquivel, Amir Asadpoordarvish, Isak Silander, Dmitry Kobyakov, och Johan Zakrisson.<br />
Lokaler<br />
Institutionens lokaler genomgår under 2009-2011 en omfattande renovering och ombyggnad.<br />
<strong>Fysik</strong>huset har inte renoverats sedan det byggdes 1979, och institutionen begärde därför 2007 en<br />
översyn av lokalerna. Akademiska hus föreslog som svar på denna begäran att UmU skulle ta ett<br />
helhetsgrepp på de lokaler som institutionen använder och skapa ett sammanhållet <strong>Fysik</strong>block, innehållande<br />
både undervisnings- och forskningslokaler. Arbetet med detta pågår för närvarande. Under<br />
2009-2010 har undervisningslokalerna i NA-huset byggts om och samlats i husets östra del, som<br />
förbundits med <strong>Fysik</strong>huset via en Skywalk. För att förbättra studenternas arbetsmiljö har en öppen<br />
studentarea skapats på plan 3 i NA-huset i form av en bred, ljus korridor med arbetsplatser och<br />
tillgång till grupprum, i direkt anslutning till lektionssalar, datasalar och de lokaler som disponeras av<br />
Integrated Science Lab (IceLab).<br />
Under hösten 2010 har institutionens undervisningslaboratorier, förråd och preparationsrum gradvis<br />
flyttats tillbaka in i de nya lokalerna NA-huset, och i skrivande stund återstår bara att flytta en del<br />
förråd till de nya lokalerna. De allra flesta av höstterminens laborationer har kunnat genomföras i de<br />
nya lokalerna, och de tre nya lektionssalarna i NA-huset används flitigt. De nya datasalarna, liksom<br />
studentarean där utanför, har också blivit populära samlingsplatser för institutionens studenter som<br />
tidigare har saknat en "hemmaplan".<br />
Strax innan institutionen flyttade tillbaka till sina nyrenoverade undervisningslokaler i NA-huset<br />
evakuerades å andra sidan samtliga kontor, förråd och forskningslaboratorier från <strong>Fysik</strong>huset, där<br />
ombyggnaden påbörjades i september 2010. Institutionens personal och forskningslokaler är nu<br />
utspridda i NA-, NB-, NC-, Biologi- och Kemi-husen samt i KBC, vilket leder till vissa logistiska problem.<br />
Tack vare god planering och hårt arbete av främst TA-personal och labbansvariga, och med god<br />
hjälp av <strong>universitet</strong>ets flyttavdelning, har dock alla dessa omflyttningar kunnat genomföras parallellt<br />
med ordinarie forsknings- och undervisningsarbete med förvånansvärt små störningar i arbetet.<br />
Ombyggnadsarbete pågår nu i <strong>Fysik</strong>huset, där befintlig ventilationsanläggning och elinstallation har<br />
avlägsnats och ett stort antal innerväggar rivits. Byggandet av nya väggar, ny ventilationsanläggning<br />
och nya elinstallationer pågår, och en tredje laboratorievåning liksom en fjärde kontorsvåning har<br />
byggts. Arbetet med en ny entré i anslutning till den nya skywalken har också inletts. Hela ombyggnationen<br />
förväntas vara färdig vid halvårsskiftet 2011, och efter sommaren kommer vi att kunna flytta
tillbaka kontor och forskningslaboratorier till <strong>Fysik</strong>huset. Vi hoppas att denna återflyttninga ska<br />
kunna vara genomförd före årets slut, och att eventuella störningar i forskningsarbetet ska kunna<br />
kompenseras av de nya möjligheter som skapas av den pågående renoveringen, som bland annat<br />
omfattar byggandet av ett renrum för polymer elektronik.<br />
Sid 2 (23)<br />
Institutionens kvalitetsarbete 2010<br />
Fokus i kvalitetsarbetet ligger på förbättringar inom administration, utbildning och forskning. Ständig<br />
förbättring av verksamheten ger oss nöjdare studenter, medarbetare, framtida arbetsgivare samt<br />
smartare arbetsrutiner vilket spar ar både tid och resurser.<br />
Parallellt med arbetet att utveckla kvalitetsledningssystemet startade vi därför ett antal förbättringsprojekt<br />
våren 2008. Projektgruppernas resultat som publicerades på institutionens kvalitetswebbplats<br />
i oktober 2009 gav bra resultat och har mottagits positivt av våra medarbetare som<br />
använder dessa i sitt dagliga arbete. Även övriga informationskanaler utnyttjades för att göra<br />
resultaten kända bland medarbetarna.<br />
Vår modell för att arbeta med ständiga kvalitetsförbättringar utgörs av de fyra återkommande stegen:<br />
Planera – Genomför – Följ upp – Åtgärda.<br />
Under 2010 har vi tagit itu med Följ upp-steget, vilket innebär att vi tagit reda på om projektresultaten<br />
blivit så effektiva som vi förväntat oss. Nedan beskrivs kortfattat uppföljningen av de sex<br />
slutförda förbättringsprojekten.<br />
Rapportering av studieresultat<br />
Projektets syfte var att minska riskerna för felaktig betygsrapportering p.g.a. bristfälliga underlag.<br />
Bristfälliga underlag innebär dessutom onödigt tidskrävande hantering , sämre service till studenterna<br />
och risk för bristande rättssäkerhet.<br />
För projektet gäller att projektmålen i stort sett har uppfyllts. Effekterna har blivit: effektivare och<br />
säkrare service till studenterna, ökad förståelse att bedriva verksamheten mer effektivt och att<br />
reducera strul, arbetet har blivit betydligt mer strukturerat, effektivare och trevligare. Hanteringen av<br />
kodade tentor har dock medfört mer arbete, men de utarbetade rutinerna har fungerat bra. Fortfarande<br />
är dock ansvarsfördelningen mellan kursansvarig, labbhandledare och administratör oklar.<br />
För att komma tillrätta med detta problem kommer kurser som innehåller labbinslag att uppdelas i ett<br />
teorimoment och ett labbmoment.<br />
Administrativ samordning<br />
Syftet med projektet var att effektivisera och strukturera institutionens administration. Vi ville skapa<br />
en effektiv och strukturerad organisation som kunde möta ökade krav och förväntningar från<br />
studenter, medarbetare, interna och externa kontakter samt se över back-up funktioner för ekonomi-,<br />
personal-, studieadministration samt övrig service. Diskussioner med närsläktade projekt har<br />
resulterat i tydligare ansvarsområden som innebär att administrationen kan arbeta effektivare,<br />
upprätthålla en högre kompetens vad gäller regelverk och rutiner samt att vi fått ett arbetsinnehåll<br />
som upplevs som stimulerande och utvecklande. Resultatet kan sammanfattas med: projektmålen har<br />
i det stora hela uppnåtts, tydligare ansvarsområden, risken för att uppdrag hamnar ”mellan stolar” har<br />
minskat, kompetenshöjning, effektivare arbetssätt, kompetensutveckling inom sitt ansvarsområde,<br />
positivt mottagande från institutionens medarbetare.<br />
Våra administratörer fortsätter arbetet med att effektivisera rutiner och arbetssätt genom regelbundna<br />
möten där arbetsfördelning och hur man ska hantera nya, tillkommande arbetsuppgifter diskuteras.<br />
För att nå alla medarbetare på institutionen med information om nyheter har tillskapats en<br />
”administratörsruta” i fysiknytt.
Sid 3 (23)<br />
Introduktion av nya medarbetare<br />
Projektet resulterade i 3 checklistor, som ska användas som stöd, för de som ska introducera och ta<br />
hand om nyanställd personal, doktorander och gästforskare. Uppföljningen har skett genom att<br />
målgruppen har fått svara på tre frågor. Svarsfrekvensen blev 79 % och totalt svarade 15 medarbetare<br />
på frågorna. Undersökningens två första frågor visar att de svarande är mycket nöjda med mottagandet<br />
och den information och hjälp som institutionen ställer upp med. Den tredje frågan gällde<br />
förslag till förbättringar. Några saker som framfördes var: mer information på engelska, kurser i<br />
svenska för post-docs, institutionsmöten på engelska, information om boendet i förväg, en guide med<br />
allmän info om institutionen, en guide om praktiska saker utanför institutionen mm.<br />
Det nya vaktmästeriet<br />
På uppdrag av prefekten startades ett förbättringsprojekt med uppgift att dels kartlägga och dokumentera<br />
vilka krav, behov och förväntningar som institutionens medarbetare har på den tekniska<br />
servicen, dels reda ut hur dessa behov kan tillgodoses på ett effektivt och hållbart sätt och på en<br />
tillräckligt hög och jämn servicenivå. Målet på sikt är att våra medarbetare ska vara mycket nöjda med<br />
de tjänster som institutionen tillhandahåller inom teknisk service.<br />
Exempel på tjänster som tillhör teknisk service är kontinuerlig uppgradering av kontorsmaterialförrådet<br />
och handhavande av passerkort, nyckelhantering, skrivare och kopiering, diverse underhåll<br />
och service, institutionsinköp, posthantering, mm. Projektresultatet finns publicerat på institutionens<br />
webbplats. Uppföljning visar att projektresultatet är väl känt bland administrativ- och teknisk<br />
personal och delvis känt inom den övriga organisationen. Responsen från administrativ- och teknisk<br />
personal samt från vaktmästaren har överlag varit positiv medan responsen från övriga än så länge är<br />
svår att utvärdera eftersom resultatet inte är tillräckligt känt. Det finns alltså fortfarande en del att<br />
göra på kommunikationssidan.<br />
Ansvarig vaktmästare tycker att organisationen av teknisk service – enligt det beslut som fattats av<br />
prefekten - är ”klockren”. Vissa detaljer med back-up funktionerna har dock inte fungerat tillfredsställande.<br />
Här är framförallt planering, information och framförhållning nyckelord. En detaljerad lista<br />
för vilken person som ansvarar för respektive servicetjänst finns numera på webbsidan under ”Våra<br />
anställda”.<br />
Under samtalen med våra administrativa och tekniska medarbetare har det inte framkommit något<br />
som tyder på strukturfel i upplägget av teknisk-serviceorganisationen. Man har i samtal poängterat<br />
vikten av att alla på institutionen kontinuerligt framför synpunkter och förslag till förbättringar/ förändringar<br />
till de ansvariga.<br />
Att genomföra en kurs och Att genomföra laborationer<br />
Som resultat av den nyss avslutade uppföljningen av de båda pedagogiska förbättringsprojekten Att<br />
genomföra en kurs och Att genomföra laborationer kommer i början av varje termin att anordnas en<br />
workshop där resultaten –numera permanentade - från de pedagogiska och administrativa projekten<br />
presenteras. En ansvarig är utsedd och han kommer att bjuda in de lärare och labbassistenter som ska<br />
ansvara för kurser eller labbmoment under terminen. I uppdraget ingår även att vara kontaktperson<br />
på institutionen för programansvariga. Framförda synpunkter och förslag till förbättringar kommer att<br />
vidarebefordras till berörda som fattar beslut om åtgärder.<br />
I ansvarigheten ingår även att anordna pedagogiska seminarier med diskussioner om hur utbildningskvaliteten<br />
på våra kurser kan stärkas. Det finns klagomål i kursutvärderingar som ger anledning att<br />
diskutera vår undervisning. Det förekommer goda försök att utveckla och förnya det pedagogiska<br />
upplägget men information om detta sprids idag bara till ett fåtal i lärarlaget. Ett sätt att få igång en<br />
pedagogisk diskussion är att ordna seminarier där någon av institutionens lärare beskriver intressanta<br />
exempel från sin egen undervisning. Det kan därefter diskuteras, kommenteras och kompletteras med<br />
resultat från didaktisk forskning. Det finns också ett behov av att diskutera hur de allmänna målen i<br />
vår utbildning bättre kan nås, vilka kvalitetsegenskaper som är viktiga i en utbildningsprocess och hur<br />
man kommer till rätta med progressionsproblem ur ett programperspektiv.
Grundutbildning<br />
Sid 4 (23)<br />
Antal helårsstudenter, genomströmning och distributionsformer<br />
Institutionen ansvarade för 97 kurstillfällen under 2010. Kurserna ingår nästan uteslutande i utbildningsprogram<br />
men 3 av dem var helt fristående nämligen sommar<strong>universitet</strong>skurserna Bemannad<br />
rymdfart och Vardagens mysterier förklarade samt vinterkursen Arktisk vetenskap. Omfattningen av<br />
grundutbildningen i fysik 2010 uttryckt i antal helårsstudenter HST uppgick till 268. Inom tekniska<br />
och <strong>naturvetenskaplig</strong>a utbildningar fanns 190 HST (och dessutom 4 HST registrerade vid utländska<br />
<strong>universitet</strong>), inom lärarutbildningar 3 HST och inom det tekniska-<strong>naturvetenskaplig</strong>a basåret 71 HST.<br />
Vi följer genomströmningen genom att granska löpande femårsmedelvärden. För åren 2006-2010 var<br />
den genomsnittliga genomströmningen 78% för kurser inom teknisk-<strong>naturvetenskaplig</strong>a utbildningar.<br />
För kurser inom lärarutbildningar var den 98%. Utvecklingen sedan 2002 framgår av tabellen nedan.<br />
Dessutom ger vi en prognos för tillströmningen till kurserna för 2011.<br />
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011<br />
<strong>Teknisk</strong>a-naturvet. utbildningar<br />
Antal HST 193 202 199 195 196 214 182 172 194 210<br />
Antal HPR 154 163 155 151 153 161 165 127 142 172<br />
HPR/HST (genomströmning) 0,80 0,81 0,78 0,77 0,78 0,75 0,91 0,74 0,73 0,82<br />
Lärarutbildningar<br />
Antal HST 11 9 11 6 6 4 4 3 3 2<br />
Antal HPR 11 7 10 5 6 4 5 3 3 2<br />
HPR/HST (genomströmning) 1,05 0,76 0,89 0,89 1,00 1,00 1,09 0,95 0,92 0,88<br />
<strong>Teknisk</strong>t-nat. basår. Antal HST 47 48 43 44 38 36 38 59 71 59<br />
Totalt antal HST 251 259 253 245 240 254 224 232 268 271<br />
Tabell. Antal helårsstudenter HST, helårsprestationer HPR samt genomströmning i fysik under åren 2002-2011.<br />
Data för 2011 baseras på prognoser.<br />
Under 2010 gavs 2 nya kurser: 1) Analytisk mekanik 7,5 hp samt 2) Bemannad rymdfart 7,5 hp. Några<br />
av de senaste utbytesavtalen med utländska <strong>universitet</strong> är av en ny typ såtillvida att inresande<br />
studenter läser färdiga ettåriga kurspaket i <strong>Umeå</strong>. Avtalen förutsätter att det finns tillräckligt många<br />
kurser om 7,5 hp inom paketet. Av den anledningen har vi strävat efter att skapa 7,5 hp-kurser<br />
baserade på befintliga, parallella kurser med mindre omfång. Kurs 1 är ett exempel där en 6 hp-kurs<br />
utökats med innehåll för att kunna dockas in i ett utbytesavtal. Kurs 2 gavs i en annan form, och under<br />
en annan kurskod, redan 2007. Inför sommar<strong>universitet</strong>et 2010 omarbetades kursen kraftigt så att<br />
den helt och hållet kunde lokaliseras till Kiruna. Kursen behandlar bl.a. den bemannade rymdfartens<br />
historia, miljön och människokroppen i rymden, astronautträning, rymddräkter, bemannde<br />
rymdresor till Mars och rymdturism. Med tanke på det stora intresset för kursen 2010 planerar vi att<br />
ge den även kommande sommar.<br />
För den övervägande delen av vårt kursutbud är campusförlagd undervisning med föreläsningar,<br />
lektioner, räkneövningar samt laborationer den distributionsform som tillämpas. Undantag finns dock<br />
och ett exempel är kurserna inom basåret som ges via internet. Här är graden av aktivitet vid campus<br />
begränsad och undervisning sker i stor utsträckning via en virtuell lärmiljö. Ett annat exempel är<br />
kursen Virtuella världars fysik där undervisning pågår dygnet runt i ett diskussionsforum där alla<br />
deltagare och lärare kan fråga, svara och komma med inlägg. Virtuella världars fysik behandlar hur<br />
grundläggande fysik används för att skapa verklighetstrogna datorsimuleringar. Kursen inriktar sig<br />
t.ex. mot interaktiva visuella simuleringar i datorspel och film och mot träningssimulatorer för fordon<br />
och kirurgi. I kursen ingår både konstruktion av egna simuleringsprogram och användning av<br />
högpresterande programbibliotek för simuleringar.<br />
Examina, yrkesexamina och allmänna examina<br />
För de utbildningar vi ansvarar för förekommer framförallt 9 varianter av examina: civilingenjörs-
Sid 5 (23)<br />
examen i teknisk fysik (270 hp och 300 hp), sjukhusfysikerexamen (270 hp), <strong>naturvetenskaplig</strong><br />
masterexamen med fysik som huvudområde (120 hp), filosofie magisterexamen med fysik som<br />
huvudämne (240 hp), <strong>naturvetenskaplig</strong> magisterexamen med fysik som huvudområde (60 hp),<br />
filosofie kandidatexamen med fysik som huvudämne (180 hp), <strong>naturvetenskaplig</strong> kandidatexamen<br />
med fysik som huvudområde (180 hp) samt högskoleexamen med fysik som huvudämne (120 hp).<br />
Utvecklingen sedan 2005 framgår av tabellen nedan med data för kvinnliga studerande inom parentes.<br />
2005 2006 2007 2008 2009 2010<br />
Civilingenjörsexamen i teknisk fysik 270 hp 45(16) 27(3) 21(2) 32(6) 23(5) 20(4)<br />
Civilingenjörsexamen i teknisk fysik 300 hp - - 1(0) 3(0) 6(2) 0<br />
Sjukhusfysikerexamen 270 hp 6(3) 5(0) 5(1) 9(4) 3(3) 3(1)<br />
Naturvetenskaplig masterexamen 120 hp* - - 0 4(1) 9(2) 0<br />
Filosofie magisterexamen 240 hp* 11(1) 10(1) 6(1) 5(1) 2(0) 3(0)<br />
Naturvetenskaplig magisterexamen 60 hp* - - 1(0) 1(0) 1(0) 0<br />
Filosofie kandidatexamen 180 hp* 0 0 1(0) 1(0) 2(0) 0<br />
Naturvetenskaplig kandidatexamen 180 hp* - - 0 2(0) 2(2) 2(1)<br />
Högskoleexamen 120 hp* 1(0) 0 0 0 0 0<br />
* Med fysik som huvudämne eller huvudområde.<br />
Tabell. Antal yrkesexamina och antal examina med fysik som huvudämne eller huvudområde 2005-2010.<br />
Studeranderekrytering, söktryck<br />
Tillströmningen de senaste åren för de utbildningsprogram vi ansvarar för framgår av tabellen nedan.<br />
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010<br />
<strong>Teknisk</strong> fysik<br />
Antal antagna, urval 2 (VHS) 36 47 38 29 40 40 46* 50*<br />
Antal registrerade, ht år 1 42 45 51 27 40 42 45* 49*<br />
Antal nominella platser 45 40 40 40 45 40 52* 68*<br />
<strong>Fysik</strong>erprogrammet<br />
Antal antagna, urval 2 (VHS) 9 14 8 9 4** + + +<br />
Antal registrerade, ht år 1 11 14 11 9 3** + + +<br />
Antal nominella platser 20 20 20 20 30** + + +<br />
Masterprogrammet i fysik. Vt-intag<br />
Antal antagna, urval 2 (VHS) - - - - - 0 0 1<br />
Antal registrerade - - - - - 3 10 6<br />
Antal nominella platser - - - - - 20 20 40<br />
Masterprogrammet i fysik. Ht-intag<br />
Antal antagna, urval 2 (VHS) - - - - 0 3 0 2<br />
Antal registrerade - - - - 0 3 3 3<br />
Antal nominella platser - - - - 20 40 20 50<br />
* Inkl. civilingenjörsprogrammet i teknisk fysik, sjukhysfysik.<br />
** Kandidatprogrammet i fysik.<br />
+ Kandidatprogrammet i fysik och tillämpad matematik. <strong>Fysik</strong> ej programansvarig institution.<br />
Tabell. Söktryck 2003-2010 till utbildningar där fysikinstitutionen är ansvarig.
Sid 6 (23)<br />
Internationalisering – allmänt<br />
<strong>Fysik</strong>institutionens internationaliseringsverksamhet har varit omfattande sedan länge. För att klara<br />
att hålla verksamheten på en hög nivå avsätter vi för närvarande 40 % av en heltidsanställning till en<br />
studierektor för internationella relationer. Sedan 2005 tillställs denne årligen 40 kkr för att täcka<br />
kostnader motiverade av internationaliseringsarbetet.<br />
Vi strävar efter att ha ett stort antal utbytesavtal, särskilt inom ramen för ERASMUS-programmet.<br />
Även om inte alla avtal utnyttjas varje år så är det en fördel med många avtal eftersom det ökar<br />
chanserna att få hit utländska studenter samtidigt som svenska studenter ges större möjlighet att välja<br />
resmål. Under 2010 tecknade vi tre nya ERASMUS-avtal, de nya partnerna är Middle East University i<br />
Turkiet, samt Université de la Rochelle och Université d´Angers i Frankrike. Tabellen nedan visar<br />
fördelningen av institutionens utbytesavtal ländervis.<br />
Turkiet 12 Rumänien 2 Lettland 1<br />
Tyskland 11 Spanien 2 Belgien 1<br />
Frankrike 8 Ryssland 2 Laos 1<br />
Kina 4 Ungern 1 Italien 1<br />
Holland 3 Österrike 1 Tjeckien 1<br />
Polen 3 Finland 1 SUMMA: 55<br />
Tabell. Ländervis fördelning av antalet avtal för fysikinstitutionen inför 2011.<br />
<strong>Fysik</strong>institutionen deltar även i ett all-europeiskt fysiknätverk för studerandeutbyten, EMSPS<br />
(European Mobility Scheme for Physics Students) med runt 180 deltagande <strong>universitet</strong> och vi har en<br />
informell överenskommelse om att skicka enstaka studenter till Imperial College i London. Våra två<br />
senaste Kina-avtal från 2009 ser ut att bli en succé, för närvarande läser fyra studenter från Southwest<br />
University och sju studenter från Shenzhen University i <strong>Umeå</strong>. De senare läser mot en double degree i<br />
optisk fysik. Vidare ser det nya avtalet med St Petersburg State Polytechnic University ut att bli<br />
livaktigt, höstterminen 2010 kom fyra studenter till <strong>Umeå</strong> och till våren 2011 ser det ut att bli hela sju<br />
stycken. Många av dem stannar dock bara en halv termin, men marknadsföringsvärdet av ett högt<br />
antal studenter ska inte underskattas.<br />
Tidigare gjorde vi särskilda satsningar mot bl.a. Kina, Sydafrika, Moldavien, Vietnam, Uruguay,<br />
Kamerun och Ryssland, främst inom ramen för Linnaeus-Palme programmet, men inget har lyckats<br />
överleva någon längre tid främst pga av de dyra levnadsomkostnaderna i Sverige och ett förvånansvärt<br />
lågt intresse från de svenska studenterna och lärarna.<br />
Distanskurser på engelska är särskilt intressanta eftersom rekryteringsbasen är nästan obegränsad.<br />
Tyvärr har verkligheten inte motsvarat förväntningarna när det gäller kursen The Physics of Virtual<br />
Environments. Efter ett besök 2009 av representanter från Mirny Polytechnic Institute i Yakutsk,<br />
anmälde hela 48 studenter från sagda <strong>universitet</strong> intresse för deltagande i kursen under V10, men<br />
ingen av dem fullföljde kursen. Orsaken angavs vara dator/Internet-problem. Genomströmningen av<br />
andra utländska studenter var också obefintlig. Det utländska söktrycket till kursen under V11 är<br />
avsevärt lägre, vi behöver se över marknadsföringen. Vår andra distanskurs, Arctic Science, som<br />
innehåller ett veckolångt möte i Kiruna, har fungerat bättre, här har vi i princip fyllt platserna de<br />
senaste åren. Dock befarar vi en kraftig nedgång efter införandet av studieavgifter.<br />
Genom bl.a. rekommendationer från tidigare gäststudenter och egna expansiva satsningar har<br />
fysikinstitutionen lyckats öka antalet inresande utländska studenter under många år. Figuren nedan<br />
visar totala antalet utländska studenter som administrerats av fysikinstitutionen de senaste tretton
Sid 7 (23)<br />
åren, samt en prognos för 2010/2011 grundad på situationen i februari 2011. Studenter som endast<br />
läser kursen Arctic Science eller kursen The Physics of Virtual Environments är inte medräknade i<br />
diagrammet. Innevarande läsår, 2010/11, har vi (hittills) 43 studenter som läser mot en två-årig<br />
masterexamen i fysik, resterande 67 är avtalsstudenter som är i <strong>Umeå</strong> under högst ett år. Ett dussintal<br />
av masterstudenterna examineras dock ut ur systemet under innevarande läsår.<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
98/99<br />
99/00<br />
00/01<br />
01/02<br />
02/03<br />
03/04<br />
04/05<br />
05/06<br />
06/07<br />
07/08<br />
08/09<br />
09/10<br />
10/11<br />
Figur. Totala antalet inresande utländska fysikstudenter inom grundutbildningen. Data för 2010/2011 är baserade<br />
på prognoser.<br />
Den nära hundraprocentiga ökningen mellan 1998/99 och 1999/00 beror på att institutionen då<br />
började publicera information på Internet. Fördubblingen från 2001/02 till 2002/03 är en konsekvens<br />
av att vi introducerade en ingång på fysikerprogrammet riktad särskilt mot utländska studenter<br />
(Master of Science with a Major in Physics). De övriga, successiva, ökningarna tror vi är relaterade till<br />
ökningen av antalet utbytesavtal. Den prognostiserade ökningen 2010/11 är en engångsföreteelse,<br />
intaget V11 var sista chansen för utom-Europeiska studenter att studera i Sverige utan studieavgifter,<br />
därför sökte avsevärt fler till masterprogrammet än tidigare. Om vi bortser från detta enskilda fall<br />
bryts den uppåtgående trenden efter 2008/09 eftersom intaget av nya freemovers avtar kraftigt. De<br />
viktigaste orsakerna är de långa handläggningstiderna vid antagning och prövning av uppehållstillstånd<br />
(innan, när vi själva hade hand om antagningen såg siffrorna helt annorlunda ut), men också<br />
pga. att alternativa studieorter blivit synligare genom exponeringen på studera.nu, masterprogrammet<br />
i fysik vid Lunds <strong>universitet</strong> ”stjäl” numera de allra flesta av våra potentiella masterstudenter.<br />
När studieavgifter införs till 2011/12 tror vi att freemover-inflödet från länder utanför EU/EEA<br />
kommer att strypas nästan helt. Antalet freemovers kommer då att successivt klinga av under de<br />
kommande två till tre åren i takt med att studenterna examineras ut. Minskningen har redan visat sig<br />
genom att bara fem studenter söker UmUs masterprogram i fysik med högsta prioritet till höstterminen<br />
2011 – och detta innan de avkrävts anmälningsavgift! En förlust av alla freemovers skulle<br />
innebära en kraftig minskning av våra utländska studenter. Medelantalet inresande avtalsstudenter<br />
under de senaste tre åren ligger på 36 stycken per år. Om de ovan nämnda avtalen med de två<br />
<strong>universitet</strong>en Kina och med St Petersburg State Polytechnic University fortsätter att vara lika fruktbara<br />
kan vi i fortvarighetstillståndet förvänta oss ytterligare ca 10-15 studenter, alltså totalt 45-50 stycken<br />
varje år.<br />
För att försöka motverka minskningen av antalet utländska studenter kommer institutionen att titta<br />
på möjligheten att inrätta mer attraktiva och unika masterprogramprofiler (t.ex. med inslag av finansiell<br />
ekonomi, eller genom en förstärkning av beräkningsfysikprofilen där vi är särskilt starka genom<br />
ICElab). Pga av studieavgifterna kommer det sannolikt inte att löna sig att arbeta med direkt rekrytering<br />
av freemovers på institutionsnivå inom ämnesområden där det globala söktrycket är lågt, som i<br />
fysik. De aviserade stipendieprogrammen är för snålt budgeterade för att ändra på detta. Arbetet med<br />
rekrytering av freemovers bör av kostnadseffektivitetsskäl lyftas till central nivå och fysikinstitutionen
Sid 8 (23)<br />
kommer istället att fokusera mot avtal både inom och utom Europa. I det långa perspektivet är det<br />
oklart om avtal kan ge fortsatt avgiftsbefrielse för utom-Europeiska utbytesstudenter, men vi är<br />
försiktigt optimistiska och fortsätter rekryteringsarbetet även med läroanstalter utanför Europa. Ett<br />
nytt ERASMUS-avtal är på gång med Istanbul University. I vår kommer vi dessutom att få besök av en<br />
representant från University of Bukarest och då räknar vi med att skriva ytterligare ett utbytesavtal<br />
inom ERAMUS. Vidare arbetar vi med ett double degree avtal med Jilin University i norra Kina.<br />
Det är glädjande att notera att en klar majoritet av alla utländska studenter som tagit en masterexamen<br />
i fysik vid UmU har gått vidare till doktorandstudier på olika håll i världen, bland annat i USA,<br />
Tyskland, Sverige, Holland och England. Det utländska inflytandet har även satt sin prägel på forskarutbildningen,<br />
ca två tredjedelar av fysikinstitutionens doktorander kommer från utlandet och flera av<br />
dem har tidigare varit utbytes- eller masterstudenter i <strong>Umeå</strong>. Fyra doktorander är lärare vid National<br />
University of Laos (NUOL) och har rekryterats genom vårt engagemang i ett ämnesövergripande<br />
utvecklingsprojekt av NUOL finansierat av SIDA/SAREC. Detta projekt upphör efter våren 2011.<br />
Andra områden vi prioriterar är utresande studenter samt lärarutbyten. Bl.a. har vi inrättat en ny typ<br />
av kurs, Current Research Topics in Physics, som är specialdesignad för att underlätta lärarutbyten<br />
inom ERASMUS-programmet. Kursen har lockat fler utländska utbyteslärare till <strong>Umeå</strong>. Målsättningen<br />
är att få hit minst en utbyteslärare varje termin.<br />
Internationalisering - inresande studenter<br />
Av praktiska skäl följer internationaliseringsarbetet läsårets indelning, därför redovisar vi även<br />
verksamheten läsårsvis. Figurerna nedan visar det läsårsvisa antalet HST och HPR som våra studenter<br />
genererat i fysik och i övriga ämnen vid UmU sedan 2000/01. Studenter som endast läser kursen<br />
Arctic Science eller kursen The Physics of Virtual Environments är inte medräknade. De övriga<br />
ämnena nedan till höger är vanligtvis kurser i svenska, datavetenskap, elektronik, engelska och<br />
strålningsfysik. Siffrorna för 2010/11, som främst baseras på det totala antalet utländska studenter i<br />
början av höstterminen 2010 och deras planerade vistelsetid i <strong>Umeå</strong>, är osäkra. Grovt uppskattat<br />
kommer fysikinstitutionen att hysa ca 110 utländska studenter under 2010/2011 och dessa förväntas<br />
generera omkring 73 HST i fysik och 19 HST i övriga ämnen. Från kurserna Arctic Science och The<br />
Physic of Virtual Environments förväntar vi oss ett tillskott på ytterligare ca 3 HST, dvs vi räknar med<br />
totalt ca 76 HST i fysik under 2010/11. Medelvärdet mellan 2009/10 och 2010/11 ger en uppskattning<br />
av siffrorna för kalenderåret 2010: 64 HST i fysik och 16 HST i övriga ämnen om vi räknar in Arctic<br />
Science och The Physics of Virtual Environments.<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
00/01<br />
01/02<br />
02/03<br />
03/04<br />
04/05<br />
05/06<br />
06/07<br />
07/08<br />
08/09<br />
09/10<br />
10/11<br />
Figur. Antalet HST i fysik genererade av<br />
utländska studenter de senaste elva<br />
läsåren. Staplarnas undre del visar<br />
bidraget från avtalsstudenter och den<br />
övre visar bidraget från freemovers<br />
(inklusive masterstudenter från 02/03).<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
00/01<br />
01/02<br />
02/03<br />
03/04<br />
04/05<br />
05/06<br />
06/07<br />
07/08<br />
08/09<br />
09/10<br />
10/11<br />
Figur. Antalet HST i övriga ämnen vid<br />
UmU genererade av våra utländska<br />
fysikstudenter. Staplarnas undre del<br />
visar bidraget från avtalsstudenter och<br />
den övre från freemovers (inklusive<br />
masterstudenter från 02/03). 10/11
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
10/11 baseras på prognoser. baseras på prognoser.<br />
00/01<br />
01/02<br />
02/03<br />
03/04<br />
04/05<br />
05/06<br />
06/07<br />
07/08<br />
08/09<br />
09/10<br />
10/11<br />
Figur. Antalet HPR i fysik genererade av<br />
utländska studenter de senaste elva<br />
läsåren. Staplarnas undre del visar<br />
bidraget från avtalsstudenter och den<br />
övre visar bidraget från freemovers<br />
(inklusive masterstudenter från 02/03).<br />
10/11 baseras på prognoser.<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
00/01<br />
01/02<br />
02/03<br />
03/04<br />
04/05<br />
05/06<br />
06/07<br />
07/08<br />
08/09<br />
09/10<br />
10/11<br />
Figur. Antalet HPR i övriga ämnen vid<br />
UmU genererade av våra utländska<br />
fysikstudenter. Staplarnas undre del<br />
visar bidraget från avtalsstudenter och<br />
den övre från freemovers (inklusive<br />
masterstudenter från 02/03). 10/11<br />
baseras på prognoser.<br />
Sid 9 (23)<br />
<strong>Fysik</strong>institutionens HST på 50 för 2009/10 överträffar förra årets prognos på 43 HST. HPR-siffrorna<br />
överensstämmer bättre, ca 30 i bägge fallen. De höga siffrorna för 2010/11 kommer inte att stå sig i<br />
framtiden eftersom masterstudenterna successivt examineras ut ur statistiken och inflödet av utomeuropeiska<br />
studenter upphör pga studieavgifterna. Vi befarar att den övre ljusa delen av staplarna<br />
kommer att mer eller mindre klinga ut efter två till tre år.<br />
Genomströmningen, dvs HPR/HST, på kurserna i fysik under 2009/10 var 51% för avtalsstudenter<br />
och 69% för freemovers. Dessa procenttal ska jämföras med 69% respektive 73% året innan, som är<br />
mer normala siffror. I HPR-prognoserna för 2010/11 i tabellerna ovan har vi använt oss av en<br />
uppskattad genomströmning på 70% för freemovers och 60% för avtalsstudenter. Den låga<br />
prestationsgraden för avtalsstudenter förklaras delvis av att särskilt de turkiska studenterna har<br />
svårigheter med våra fysikkurser, genomströmningen för våra femton turkiska studenter 2019/10 låg<br />
under 34%. Trots påpekanden från vår sida tenderar ERASMUS-koordinatorerna i Turkiet att skicka<br />
iväg sina studenter alltför tidigt i utbildningen, innan studenterna hunnit skaffa sig de basala<br />
kunskaper i fysik, matematik och beräkningsteknik som vi kräver.<br />
Ländervis fördelar sig studenterna vid starten av höstterminerna 2009 och 2010 enligt följande:<br />
Land HT09 HT10 Land HT09 HT10<br />
Kina 6 13 Italien 2 1<br />
Turkiet 14 12 Ghana 1 1<br />
Tyskland 8 11 Jordanien 1 1<br />
Iran 7 9 Australien 0 1<br />
Pakistan 5 7 Lettland 0 1<br />
Frankrike 5 6 Kanada 0 1
Ryssland 1 6 USA 1 0<br />
Polen 1 2 Rumänien 1 0<br />
Bangladesh 1 2 Nigeria 1 0<br />
Tabell. Utländska fysikstudenters fördelning på olika länder H09 respektive H10.<br />
Internationalisering - utresande studenter<br />
Sid 10 (23)<br />
Intresset för utlandsstudier är svagt bland svenska fysikstudenter, medelantalet utresande studenter<br />
per år under perioden 2000/01 – 20110/11 ligger på 6,3. Detta är anmärkningsvärt eftersom utbudet<br />
är stort och i princip alla som studerat utomlands har kommit hem oerhört nöjda. Som synes i figuren<br />
nedan varierar antalet utresande studenter mycket från år till år, men håller sig oftast på en mycket<br />
måttlig nivå jämfört med antalet hitresande utländska studenter.<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
00/01<br />
01/02<br />
02/03<br />
03/04<br />
04/05<br />
05/06<br />
06/07<br />
07/08<br />
08/09<br />
09/10<br />
10/11<br />
11/12<br />
Figur. Utresande studenter sedan H 2000. Siffrorna för 11/12 baseras på data i februari 2011.<br />
Vi arbetar aktivt för att behålla och helst öka antalet utresande studenter. Det största hindret för<br />
utlandsstudier är sannolikt bristen på språkkunskaper, de flesta av fysikinstitutionens avtalspartners<br />
undervisar inte på engelska. Även den lägre nivån på utbildningen i vissa länder kan avskräcka.<br />
Läsårsvis fördelar sig mottagarländerna enligt tabellen nedan.<br />
Land 06/07 07/08 08/09 09/10 10/11 11/12 2006-2012<br />
Kanada 3 2 2 1 8<br />
Tyskland 1 3 1 1 6<br />
Japan 2 2 4<br />
Frankrike 1 1 1 1 4<br />
Kina 2 2 4<br />
Norge 1 2 3<br />
Storbritannien 2 1 3<br />
Österrike 1 1 2<br />
USA 1 1 2<br />
Polen 1 1<br />
Grekland 1 1<br />
Danmark 1 1<br />
Island 1 1<br />
Spanien 1 1
Tabell. Antalet utresande studenter per mottagarland. Siffran för 11/12 är preliminär.<br />
Sid 11 (23)<br />
Institutionens huvudambition för utresande studenter är att alla som vill ska erbjudas möjlighet att<br />
studera utomlands. Denna målsättning har vi lyckats uppfylla sedan länge. Vi erbjuder oss att t.o.m.<br />
hjälpa till med att försöka teckna helt nya avtal om studenterna vill läsa vid <strong>universitet</strong> som vi saknar<br />
avtal med.<br />
Internationalisering - lärarutbyten m.m.<br />
Under perioden 2000-2009 gjordes totalt 40 resor ut och 24 resor in av lärare/forskare, för t.ex.<br />
planeringsresor, lärarutbyten, besök vid utbildningsmässor, konferenser om utbyten, etc. Rena<br />
forskningsutbyten inräknas ej. Perioden fr.o.m. 2010 redovisas i tabellen nedan.<br />
Namn Till/från Typ Period Längd<br />
Sune<br />
Pettersson<br />
Kassel, Tyskland EPS-möte V10 1 d<br />
Tatiana StPetersburg State Polytechnical Rekryterings-besök V10 1/2 v<br />
Makarova University, Ryssland/UmU (institutionsavtal)<br />
Rasim Dermez UmU/Afyon Kocatepe<br />
University, Turkiet<br />
Lärarutbyte<br />
(ERASMUS)<br />
V10 1 v<br />
Hüseyin Sari UmU/Ankara University, Lärarutbyte<br />
H10 1 v<br />
Turkiet<br />
(ERASMUS)<br />
Tatiana StPetersburg State Polytechnical Lärarutbyte H10 1 v<br />
Makarova University, Ryssland/UmU<br />
Roger Halling Jilin University, Kina Planeringsresa H10 1 v<br />
Roger Halling Ruprecht-Karls Universität,<br />
Heidelberg, Tyskland<br />
ERASMUS-möte H10 2 d<br />
Reinhard UmU/Universität Rostock, Planeringsresa H10 1 d<br />
Mahnke Tyskland<br />
Jamaa<br />
UmU/Université de La Rochelle, Planeringsresa H10 1 d<br />
Bouhattate Frankrike<br />
Sune<br />
Pettersson<br />
Paris EUPEN Step2-möte H10 1/2 v<br />
Sune<br />
Pettersson<br />
Johannes-Kepler-University,<br />
Linz/UmU<br />
EPS-möte H10 2 d<br />
Tabell. Internationella lärarutbyten, inklusive planeringsresor relaterade till utbytesavtal 2010.<br />
<strong>Teknisk</strong> fysik<br />
Det gångna året har varit oerhört intensivt, utbildningen har varit fylld med utvecklingsprojekt och<br />
med spännande initiativ. Ett urval av de viktigaste aktiviteterna beskrivs kortfattat nedan.<br />
Den operativa ledningsgruppen för <strong>Teknisk</strong> fysik har under året haft 10 protokollförda möten.<br />
Protokollen finns under www.physics.umu.se/student/tekniskfysik/organisation/ledningsgruppen.<br />
Programrådet har under året haft 1 protokollfört möte. Protokoll finns under<br />
www.physics.umu.se/student/tekniskfysik/organisation/programradet. Övriga ärenden i<br />
programrådet har under läsåret sköts per mejl.<br />
Ett 20-tal alumner och 70 studenter träffades för att nätverka och inspirera varandra under en KNUTträff<br />
(KontaktNätverk för <strong>Umeå</strong>s <strong>Teknisk</strong>a fysiker). Vid träffen hjälpte alumner och sistaårsstudenter<br />
de övriga studenterna att planera studietiden och ge goda råd inför framtiden i program- och<br />
alumnfrågor. En sammanfattning av projektet finns under www.teknat.umu.se/om<strong>fakultet</strong>en/aktuellt/nyhetsvisning//manga-karriarvagar-for-tekniska-fysiker.cid94540.<br />
Rekryteringssidan samt hemsidan för alumnkontakter förbättrades. En FAQ med typiska frågor inför
Sid 12 (23)<br />
programval sammanställdes och ett antal alumn- och studentintervjuer gjordes och presenterades på<br />
sidan. Programmet har under det gångna läsåret arbetat med att ytterligare stärka kontakterna med<br />
våra alumner. Facebook och KNUT har varit bra verktyg för detta. Alumner i <strong>Umeå</strong>regionen har<br />
inspirerats att organisera egen verksamhet kring alumnpubar/after work. Samverkansarbetet har<br />
under året kretsat runt <strong>universitet</strong>ets alumninät där vi försökt öka förståelsen för värdet av våra<br />
alumner men samtidigt visa på hur långt efter andra stora <strong>universitet</strong> vi tyvärr ligger i detta arbete.<br />
Förhoppningen var, och är fortfarande, att vi på programnivå ska kunna genomföra långt större<br />
arrangemang än tidigare. Under året arrangerades t.ex. en mycket omtyckt studieresa till ”New<br />
Boliden” i Skellefteå där man fick följa produktionslinjen från gruva till smältverk och träffa<br />
ingenjörer, där ibland tekniska fysiker, som arbetade med processen.<br />
En uppföljning av HSV:s utvärdering från 2005 genomfördes under året, dokumenten finns under<br />
www.physics.umu.se/student/tekniskfysik/kvalitetsarbete. <strong>Teknisk</strong> fysik ingick, tillsammans med<br />
andra utbildningsprogram vid <strong>universitet</strong>et, i ett projekt tillsammans med Linköpings <strong>universitet</strong>.<br />
Projektet gick under namnet LUX och behandlade korsvis utvärdering av examensarbeten. Projektet<br />
avlöpte utan större problem för programmet och de granskade examensarbetena från <strong>Teknisk</strong> fysik i<br />
<strong>Umeå</strong> fick ett mycket gott betyg av Linköpings bedömare. Slutrapport från projektet finns under<br />
www.physics.umu.se/student/tekniskfysik/kvalitetsarbete.<br />
Under året inleddes ett samarbete med Jonas Forsman, doktorand i didaktik vid Uppsala <strong>universitet</strong>.<br />
Jonas behöver underlag till sin forskning om studentretention (”fasthållande”) på <strong>Teknisk</strong> fysik. I<br />
utbyte mot materialet (främst studentintervjuer) får programmet tips och hjälp med att arbeta med<br />
studenternas självreflektion kring mål med utbildning, studieväg och karriär. Ett pilototprojekt med<br />
test av självvärderingsfrågor testkördes i samband med en studentenkät vid vårterminens<br />
utbildningsmässa. På sikt hoppas programmet kunna ta fram ett webbaserat verktyg (knutet till Röda<br />
tråden) som hjälper studenterna i sin självreflektion.<br />
En student på programmet, Elin Styf, har under det gångna året tilldelats ett stipendium för bästa<br />
examensarbete i medicinsk strålningsfysik. Stipendiet delas ut av Svensk förening för radiofysik. I<br />
samband med utdelandet presenterade Elin sitt examensarbete som behandlar två olika tekniker för<br />
att optimera strålbehandlingen av huvud-hals-tumörer. Elin har studerat till sjukhusfysiker vid <strong>Umeå</strong><br />
Universitet 2003-2008 och arbetar sedan 2008 som legitimerad sjukhusfysiker vid Landstinget<br />
Västernorrland.<br />
Studieresan för åk3 gick detta läsår utomlands, bl.a. till CERN i Genève och Niels Bohr-Institutet i<br />
Köpenhamn. En reseberättelse finns på www.teknat.umu.se/om<strong>fakultet</strong>en/aktuellt/nyhetsvisning/studenter-pa-studiebesok-till-cern.cid132725.<br />
Tidigare har inspirationsföreläsningar anordnats av programansvariga men i år ansåg<br />
programledningen att det skulle fungera bättre om en amanuens tog över den uppgiften. Under hösten<br />
anordnades tre inspirationsföreläsningar, föreläsningarna hölls av forskare och av studenter och de<br />
var mycket uppskattade.<br />
Ett försök till att utvärdera kurserna efter CDIO har påbörjats. Detta har inte fungerat särskilt bra. En<br />
orsak till att CDIO har fungerat mindre bra är att studienämndens ledamöter har haft svårt att se vad<br />
det arbetet leder till. Ytterligare ett problem har varit svårigheten att klassificera saker som varierar<br />
från år till år, till exempel laborationshandledning på engelska.<br />
Under året har examensarbeten presenterats vid sammanlagt tolv seminarietillfällen. Ämnena har<br />
spänt från mätutrustning för marslandare till optimering av vattenmagasin i norrländska älvar. Sedan<br />
2007 har ungefär 55% av <strong>Teknisk</strong> fysiks examensarbeten utförts i näringslivet och resten inom den<br />
akademiska världen. Examensarbetet är under kontinuerlig utveckling. I respons på tidigare<br />
utvärderingar har vi under året försökt göra oppositionsmomentet mer konkret – studenterna som<br />
opponerar skickar nu, innan presentationsseminariet, ett halvdussin frågor till respondentens<br />
examinator. Vidare träffas opponent och respondent innan seminariet för att underlätta för
Sid 13 (23)<br />
opponenten att sätta sig in i det aktuella arbetets fundamenta. Vi har också förenklat instruktionerna<br />
till studenter, opponenter och examinatorer samt utvärderingsformuläret för examinatorn. En annan<br />
förändring är att examinatorn nu, istället för studenten, åläggs att vara den som kontrollerar att<br />
rapporten lämnas in för arkivering.<br />
<strong>Fysik</strong>erprogrammet<br />
Vårterminen 2010 var den avslutande terminen för de sista studenterna på det 4-åriga magisterprogrammet<br />
och det 3-åriga kandidatprogrammet i fysik om studenterna följt normal studietakt.<br />
Dessa program har ersatts av det nya kandidatprogrammet i fysik och tillämpad matematik.<br />
Programmet har haft tre intag där 10 studenter antogs första året, 13 stycken det andra året och 8<br />
stycken antogs höstterminen 2010. På programmets andra år väljer studenterna inriktning mot fysik<br />
eller tillämpad matematik. Samtliga studenter i den första årgången valde inriktning mot tillämpad<br />
matematik medan fem studenter från andra årgången påbörjade fysikinriktning höstterminen 2010.<br />
Under läsåret 09/10 arrangerades flera Café fysik-seminarier för att studenterna skulle behålla<br />
intresset för fysik, medan de läser matematik under det första året.<br />
På det nya kandidatprogrammet har den inledande mekanikkursen delats upp i två delar, Mekanik I<br />
med experimentell metodik och Mekanik II, där den första kursen läses av alla på programmet medan<br />
den andra kursen läses endast av de som väljer fysikinriktning på andra året. Ingen som antagits på<br />
kandidatprogrammen har hunnit ta ut en kandidatexamen men allt fler tidigare antagna studenter<br />
väljer att ta ut en kandidatexamen i enlighet med intentionerna i Bolognaprocessen.<br />
Lärarprogrammet<br />
Lärarstudenter med fysikinriktning samläser med studenter på kandidatprogrammet i fysik och<br />
tillämpad matematik. Eftersom antalet studenter på båda programmen är lågt ställdes kurserna<br />
Termodynamik och Astronomi in och lärarstudenter fick läsa kurser i en annan ordning än planerat.<br />
Som en följd av att den inledande mekanikkursen har delats upp i Mekanik I med experimentell<br />
metodik och Mekanik II på det nya kandidatprogrammet och dessutom minskat i poängantal<br />
behövdes en ny kurs för att lärarstudenter skulle få ihop totalt 90 hp fysik i sin inriktning. Den nya<br />
kursen heter Mekanik II för lärare och omfattar förutom mekanik också didaktiska inslag om elevers<br />
svårigheter med mekanikbegrepp, för- och nackdelar med olika undervisningsformer samt hur elevers<br />
syn på lärande i fysik påverkar deras sätt att studera. Kursen gavs för andra gången hösten 2010.<br />
Fyra lärarstudenter påbörjade fysikinriktningen under 2010. Dessutom valde en student från kandidatprogrammet<br />
att läsa kursen Mekanik II för lärare för att eventuellt gå över till lärarprogrammet. En<br />
lärarstudent bytte till en annan inriktning efter kurserna i mekanik. Under våren 2010 fanns det en<br />
student vardera på den andra och tredje terminen i fysikinriktningen.<br />
Forskarutbildning<br />
Under 2010 har Sebastian Bernhardsson och Joakim Lundin avlagt doktorsexamen. Licenciatexamen<br />
har avlagts av Tony Giang, Patrik Stenmark och Mikhail Modestov.<br />
Eftersom många forskargrupper är relativt små bedrivs en stor del av kurserna inom forskarutbildningen<br />
i form av självstudier. Handledare och doktorander har tillsammans verkat för att öka antalet<br />
gemensamma doktorandkurser, och under det senaste året har det getts kurser på forskarnivå om<br />
fysikens matematiska metoder, Bose-Einsteinkondensat, stokastiska metoder för naturvetenskap,<br />
vetenskaplig rapportskrivning och informationsteori.
Sid 14 (23)<br />
Forskning<br />
Dotalt sett är forskningen vid Institutionen för fysik mycket bred och omfattar många sinsemellan<br />
mycket olika fält, med inriktningar mot både teoretisk och experimentell grundforskning och mot<br />
tekniska och andra tillämpningar. Under 2010 publicerade forskare vid Institutionen för fysik 120<br />
artiklar i internationella tidskrifter. Att ge en fullständig överblick över dessa arbeten är inte möjligt<br />
inom ramen för en verksamhetsberättelse, och vi ger därför endast några korta glimtar som berör<br />
några viktiga eller intressanta resultat som uppnåtts under året.<br />
Den teoretiska forskningen inom statistisk fysik (gruppen Petter Minnhagen, Seung-Ki Baek,<br />
Sebastian Bernhardsson m.fl.) har under 2010 behandlat frågor inom så vitt skilda områden som<br />
ordfrekvensdistributioner i böcker, storleksfördelningar av städer, IKEA-nätverk och metabolism,<br />
perkolation på gitter, fasövergångar och klockmodeller, synkronisering och Zipfs lag. Det internationella<br />
samarbetet uppmärksammades genom att Professor Beom Jun Kim från Korea utsågs till en<br />
av årets hedersdoktorer vid teknisk-<strong>naturvetenskaplig</strong>a <strong>fakultet</strong>en. Institutionens tvärvetenskapliga<br />
nätverksforskning representeras också av Petter Holme och Martin Rosvall samt deras studenter och<br />
postdoktorer, som främst är verksamma vid IceLab.<br />
IceLab, Integrated Science Lab, har under året tagit steget från en virtuell skapelse till ett fysiskt nav<br />
för kommunikation och samarbete inom livsvetenskaperna vid <strong>Umeå</strong> <strong>universitet</strong>. IceLab är ett<br />
samarbete med Institutionen för matematik och matematisk statistik samt Institutionen för ekologi,<br />
miljö och geovetenskap, och det som för de sexton forskarna i IceLab samman är att de alla använder<br />
sig av matematisk modellering för att förstå orsak-verkan samband i levande system. För att sprida<br />
information om IceLab och fira starten anordnades Icelab Party den 16 april med kreativitetsföredrag,<br />
korta forskningspresentationer av alla deltagare och gemensam middag i de nya lokalerna. I samarbete<br />
med UMIT och CLiC har den tvärvetenskapliga seminarieserien rullat vidare med totalt 14<br />
presentationer från vitt skilda vetenskapliga områden under hösten. Mellan den 29 september och den<br />
2 oktober anordnades IceLab Camp vid Kronlunds Kursgård utanför Hällnäs. IceLab Camp är ett<br />
kommunikations- och kreativitetsläger för unga forskare med tvärvetenskapligt intresse. Konceptet<br />
bygger på att det finns en mycket stor potential i en grupp unga forskare med olika vetenskapliga<br />
bakgrunder. Utmaningen ligger i att lära av varandra och rekombinera idéerna. Ett delmål med lägret<br />
är därför att alla ska förbättra sin förmåga att kommunicera med forskare från andra discipliner.<br />
Metoden är att varje deltagare både är elev och lärare i mixade grupper med maximal vetenskaplig<br />
mångfald. På lägret, som finansierades av KBC forskarskola, deltog 10 fysiker, 3 datavetare, 2<br />
ekologer, 2 matematiker, 2 biologer och en medicinare. Under året har IceLab, genom ansökan<br />
”Integrated Science: mathematical and computational modelling”, utsetts till stark forskningsmiljö<br />
och beviljats åtta miljoner kronor av <strong>Umeå</strong> <strong>universitet</strong>. Anslaget kommer att användas till två karriärtjänster,<br />
delfinansiering av hyran för lokalerna och aktiviteter som verkar för att stärka IceLabs roll<br />
som fysiskt nav för kommunikation och samarbete inom livsvetenskaperna vid <strong>Umeå</strong> <strong>universitet</strong>.<br />
Petter Holmes grupp har under 2010 utökats med Fariba Karimi, magisteruppsatsstudent från Lund<br />
som under året antagits som doktorand samt Sang Hoon Lee från KAIST (Korea) som börjat som<br />
postdoktor. Zhi-Xi Wu har fått en professur vid Lanzhou University och återvänt till Kina. Under året<br />
har Holme fått ett lektorat i komplexa nätverk samt Skytteanska samfundets pris till yngre forskare vid<br />
den teknisk-<strong>naturvetenskaplig</strong>a <strong>fakultet</strong>en. Gruppen, som förutom ovan nämnda forskare består av<br />
doktoranden Luis Rocha och postdoktorn Sungmin Lee, har publikationsmässigt haft ett framgångsrikt<br />
år med 15 vetenskapliga publikationer (samt en populärvetenskaplig artikel), bl.a. i framstående<br />
tidskrifter som Proc. Natl. Acad. Sci. USA och Phys. Rev. Lett. Holme har i samarbete med Petter<br />
Minnhagen varit engagerad i arrangerandet av en konferens och program på Nordita i april 2011.<br />
Holmes grupps forskning har fokuserat på evolutionär spelteori, social informationsspridning och<br />
temporala strukturer i nätverk. I den förstnämnda inriktningen har man bland annat visat att aktörer i<br />
sociala dilemman (system där egoistiska individer t.ex. behöver dela en gemensam resurs) i vissa fall<br />
kan samarbeta genom att organisera sig hierarkiskt – tidigare studier har indikerat att samarbete och<br />
hierarkisk organisation står i ett motsatsförhållande. Man har också kunnat modellera hur åsikter<br />
sprider sig snabbast när människor kommunicerar lagom mycket – kommunicerar en grupp
Sid 15 (23)<br />
människor för mycket så hinner individer fixera sina åsikter innan nya åsikter har en chans att<br />
etablera sig, kommunicerar man för lite får man för lite influenser för att ändra sin åsikt. Inom<br />
dynamiska nätverksforskningen har Holme tillsammans med Luis Rocha och Fredrik Liljeros<br />
(sociolog vid Stockholms Universitet) undersökt nätverksekonomiska aspekter av internetmedierad<br />
prostitution (centrerat runt ett dataset från ett brasilianskt web-community). Denna studie publicerades<br />
i prestigefyllda Proc. Natl. Acad. Sci. USA och fick uppmärksamhet i medier både i Sverige och<br />
internationellt. Samma dataset har legat till grund för en studie av dynamiska nätverksstrukturers<br />
inflytande på sjukdomsspridning. En slutsats är att om en sjukdom sprids inom den typ av prostitution<br />
man studerat så kommer de temporala aspekterna snabba upp åtminstone början av<br />
spridningsförloppet. I en annan studie, som för närvarande är under granskning, hittade man<br />
optimala vaccinationsstrategier för att utnyttja dynamiska nätverksstrukturer.<br />
Under året har Holmes grupp etablerat flera nya vetenskapliga kontakter både inom IceLab och utåt –<br />
Anna Sircova (Psykologiska Institutionen, <strong>Umeå</strong> Universitet) och Anna Thorsons grupp (ICHAR,<br />
Karolinska Institutet) som exempel på samarbeten som förhoppningsvis kommer resultera i<br />
publikationer under 2011.<br />
Martin Rosvall har fortsatt att utveckla matematiska metoder för att förenkla och framhäva viktiga<br />
strukturer i stora nätverk, nu med fokus på att utveckla matematik och algoritmer för att avslöja den<br />
hierarkiska organisationen i levande system. Resultaten, som inom kort kommer att publiceras i PLoS<br />
ONE, visar att system som tidigare ansetts ha en tvånivås modulär struktur i själva verket har en<br />
mycket djupare organisation med flera lager av moduler i moduler. Hur vetenskapen är organiserad i<br />
sig är ett exempel (se figur nedan).<br />
Figur. Hierarkisk karta över vetenskapen baserad på 9,2 miljoner citeringar i knappt 8000 tidskrifter.<br />
Tillsammans med Daniel Edler, som efter exjobb och finansiering via Uminova och Innovationsbron<br />
under året har anställts som projektassistent, har Rosvall arbetat vidare med att kommersialisera<br />
kartverktygen och göra de lättillgängliga för andra forskare (se www.mapequation.org). Verktygen<br />
används flitigt av andra forskare, inte minst bibliometrikerna vid <strong>Umeå</strong> <strong>universitet</strong>. I samarbete med<br />
Netroots, som var intresserade av att förstå länkstrukturen mellan politiska bloggare i Sverige, gjordes<br />
en kartläggning som resulterade i det populärvetenskapliga bokkapitlet Den politiska bloggosfärens<br />
landskap (Bilda förlag) lagom till valet i höstas (se figur nedan).
Sid 16 (23)<br />
Figur. Det politiska blogglandskapet i Sverige. I kartan, som är baserad på länkstrukturen mellan drygt tusen<br />
svenska politiska bloggar, är tätt sammanlänkade bloggar klustrade tillsammans i idémetropoler och<br />
representerade med cirklar. Här visas de 20 största klustren och de viktigaste interaktionerna. Storleken på<br />
cirklarna representerar den beräknade besöksfrekvensen och bredden på länkarna det beräknade besöksflödet<br />
mellan idémetropolerna. Data från Twingly och klustring och visualisering från Mapequation.<br />
Med doktoranderna Atieh Mirshahvalad och Alcides Viamontes Esquivel, har Rosvall under året<br />
arbetat med att vidareutveckla matematiken för att kunna avslöja dolda strukturer i alltmer<br />
komplicerade nätverk. Atieh Mirshahvalad arbetar till exempel i ett intressant tvärvetenskapligt<br />
projekt med Johan Lindholm och Mattias Derlén från Juridiskiska institutionen för att förstå<br />
strukturen i EU-domstolens domar.<br />
Institution har sedan flera år tillbaka ett samarbete med Prof. Steve Teitel vid University of Rochester,<br />
Rochester, NY. Detta arbete har under de senaste åren inriktas mot "jamming"—ett försök att ta ett<br />
nytt grepp på flera olika sorters system där dynamiken blir allt långsammare när (exempelvis) densitet<br />
eller temperatur förändras. Redan 2007 publicerade vi analys av simuleringsdata som gav starkt stöd<br />
för tanken att jamming är ett kritiskt fenomen. Detta resultat baserades dock på data med ganska dålig<br />
precision och det har inte varit helt enkelt att förbättra denna analys för att bestämma precisa värden<br />
på den kritiska densiteten och de kritiska exponenter som kännetecknar fasövergången. Den grundläggande<br />
orsaken till dessa svårigheter är att den enklaste skalningsanalysen inte fungerar; för att få<br />
till en trovärdig analys måste skalningskorrektioner inkluderas och det ökande antal frihetsgrader i<br />
dessa analyser gör det svårt att dra säkra slutsatser.<br />
Vårt största framsteg under 2010 var därför att genomföra dessa analyser där skalningskorrektionerna<br />
inkluderats. Detta var viktigt dels för att vår slutsats från 2007 nyligen har ifrågasatts, och dels för att<br />
flera av våra andra planerade projekt är beroende av pålitliga värden på exempelvis den kritiska<br />
densiteten. Ett annat fullbordat projekt är en precisionsanalys av partiklarnas diffusionen i ett system<br />
under skjuvning. Vi fann att hastighetskorrelationerna—som är direkt relaterade till diffusionen—vid<br />
mycket långsam skjuvning avtar algebraiskt, men också att effekten av högre skjuvningshastigheter<br />
fångas av en exponentiellt avtagande multiplikativ faktor.<br />
Mer än 30 arbeten har publicerats inom området plasmafysik/icke-linjär fysik under 2010. Gruppen<br />
har bland annat varit aktiv inom kvantplasmor, laser-plasma växelverkan och kvantelektrodynamiska<br />
effekter av starka fält. Inom området kvantplasmor har framsteg gjorts inom kvantkinetisk teori.<br />
Dessutom har en ökad förståelse för elektronens spinn-egenskaper har uppnåtts, särskilt dess
Sid 17 (23)<br />
betydelse för den ponderomotiva kraften från ickelinjära elektromagnetiska pulser. Ett arbete rörande<br />
detta har publicerats i Physical Review letters. Under året har simuleringsverksamheten fått ökat<br />
utrymme, där en nyrekryterad postdoc arbetar med simuleringar av klassiska plasmor. Samarbetet<br />
med den experimentellt inriktade lasergruppen vid Lunds <strong>universitet</strong> har fortsatt och bidragit till<br />
intressanta nya projekt inom simuleringsverksamheten (se figur). Medlemmarna i gruppen har<br />
dessutom haft inbjudna föredrag på ett stort antal konferenser och workshops, samt ett engagemang i<br />
Europeiska infrastruktursatsningar som ELI och HiPER. En ny forskarassistenttjänst utlystes och<br />
tillsattes (Anton Ilderton), och det innebär en avsevärd och långsiktig förstärkning inom området<br />
högeffektfysik.<br />
Figur. Här ses effekterna av en infallande högeffektlaserpuls på en mikrometerstor glassfär. Sfären upphettas<br />
kraftigt samtidigt som elektronerna på dess yta accelereras och skapar mycket starka elektriska fält. Modellstudier<br />
av detta slag är av stor vikt för att förstå den komplicerade ickelinjära dynamiken som uppstår när man försöker<br />
accelerera partiklar (i det här fallet protoner, vilka kan ses i svart) med hjälp av laserpulser. Denna bild är tagen<br />
från en så kallad particle-in-cell-simulering gjord på HPC2Ns Akka-dator. Resultaten, från ett samarbete med den<br />
expereimentella verksamheten vid Lund Laser Centre och Lunds <strong>universitet</strong>, publicerades i New Journal of<br />
Physics, vol. 13, 013030 (2011).<br />
Inom området kvantplasmor har resultaten bland annat tillämpats mot framtida elektroniska nanokomponenter<br />
inom området plasmonik. Inom detta forskningsfält har gruppen utvecklat en kvantkinetisk<br />
teori som tar hänsyn till de ingående partiklarnas dynamiska spinnegenskaper, resultat som<br />
publiceras i den vetenskapliga tidskriften New Journal of Physics. Vidare har gruppens forskning visat<br />
på ett flertal nya kvantmekaniska effekter i plasmor som normalt betraktas som fullt klassiska. En lång<br />
rad nya samarbeten inleddes också under det gångna året, t.ex. med <strong>Umeå</strong> Plant Science Centre, där<br />
Mattias Marklund också blev invald som Associate Member. Speciellt inleddes ett samarbete med<br />
Lunds <strong>universitet</strong> via Lund Laser Centre, där samarbetet har fokuserats på storskaliga numeriska<br />
simuleringar av laser-plasma växelverkan relevanta för pågående och framtida experiment. Här kan<br />
man se ett stort tillämpat intresse, då många av de experiment och simuleringar som utförs är<br />
inriktade på protonacceleration. Denna protonacceleration är exempelvis av stor medicinsk vikt, då<br />
det är ett försteg till småskalig hadronterapi för cancerpatienter. Detta samarbete förväntas växa<br />
ytterligare under de kommande åren. Vidare har det fruktbara samarbetsprojektet mellan gruppen för<br />
organisk elektronik, ledd av Ludvig Edman, och gruppen för plasmafysik/icke-linjär fysik fortsatt, där<br />
modellering av organiska halvledare var huvudfokus. De första resultaten publicerades i Physical<br />
Review B.<br />
Inom området Bose-Einsteinkondensation och kalla gaser har vi bedrivit forskning inom bland annat<br />
kvantkoherens, oordning och starkt korrelerade system. En ny postdoktor, Harri Mäkelä, och<br />
doktoranden Dmitry Kobyakov började sina anställningar under året. Emil Lundh och Alice Bezett<br />
initierade ett forskningssamarbete med Vitaly Bychkov och Mattias Marklund kallat kvanthydro-
Sid 18 (23)<br />
dynamik, där forskargruppernas respektive kompetenser i kvantfysik och strömningslära kombineras<br />
för att kunna utforska nya typer av fysik. Till projektet anställdes doktoranden Dmitry Kobyakov.<br />
Doktoranden Alberto Cetoli tillbringade delar av våren vid Niels Bohr International Academy i<br />
Köpenhamn där han genomförde ett forskningsprojekt om gravitationsvågor och elektriska ledare.<br />
Emil Lundh var medarrangör till programmet "Quantum Solids, liquids and gases" vid Nordita i<br />
Stockholm i juli-augusti, som attraherade ett stort antal internationella toppnamn inom fältet.<br />
Gruppen har också deltagit som nod i NordForsk-nätverket "Cold atoms and condensed matter" som<br />
avslutades under året, och i det europeiska nätverket "ESF Research Networking Programme, Cold<br />
atoms, Semiconductor Polaritons, and Nanoscience", POLATOM.<br />
Rymdforskningen vid institutionen behandlar främst studier av satellitdata för att utveckla förståelsen<br />
av norrskensrelaterade processer i jordens magnetosfär. Energiomvandlig (mellan partiklar och det<br />
elektromagnetiska fältet) i jordens magnetsvans står i fokus för forskningen vid institutionen. Med<br />
hjälp av data från de fyra Clustersatelliterna har man bl.a. lyckats att, i magnetosfärens plasmaskikt,<br />
identifiera ett antal generatorområden som, åtminstone delvis, förmodas koppla till norrskensaktivitet.<br />
Vidare studerar man solvindens påverkan på omagnetiserade planeter såsom Mars och Venus.<br />
Forskargruppen inom organisk fotonik och elektronik studerar elektroniskt aktiva organiska material<br />
med en mängd olika spektroskopiska och elektrokemiska metoder. De mest lovande av dessa mjuka<br />
och lösningsprocessbara elektroniska material används sedan för tillverkning av olika typer av<br />
funktionella elektroniska komponenter, t.ex. transistorer, integrerade kretsar och ljusemitterande<br />
elektrokemiska celler (LEC:ar). Gruppen har under 2010 bland annat lyckats utveckla en LEC med<br />
rekordprestanda i form av lång operativ livslängd och högt ljusutbyte. Gruppen har vidare demonstrerat<br />
funktionella LEC:ar som lyser med de tre grundfärgerna blått, grönt och rött, och en uppsättning<br />
belysningskomponenter med olika ljusemission visas i figuren nedan. Ett projekt som har<br />
attraherat stort internationellt intresse är tillverkningen av en flexibel och helt metallfri belysningskomponent,<br />
baserad på en kombination av grafen och ledande/lysande plast; se figur nedan. Dessa<br />
forskningsgenombrott har lagt grunden till att ett företag, Lunavation (www.lunavation.com), har<br />
kunnat etableras för vidareutvecklingen av bland annat belysningskomponenter mot kommersiella<br />
applikationer. I ett annat projekt har forskargruppen utvecklat en teknik för mönstring av mikrometerstora<br />
strukturer i tunna organiska elektroniska filmer. Funktionen hos denna teknik för<br />
elektroniktillämpningar har demonstrerats via realiseringen av funktionella CMOS-kretsar.<br />
Figur.<br />
(vänster)<br />
Flerfärgs<br />
emission<br />
från fyra<br />
olika<br />
LEC:ar;<br />
(höger)<br />
en<br />
flexibel<br />
belysning<br />
skompon<br />
ent som<br />
är helt<br />
metallfri.<br />
Forskar<br />
gruppen<br />
i Kondenserad materiens fysik består av flera oberoende mindre grupper som är verksamma inom sina<br />
specialistområden men som samarbetar inom vissa projekt. Den experimentella forskningen fokuserar<br />
på att förstå och modifiera kemiska och fysikaliska egenskaper hos kolbaserade material eller<br />
alkalimetallhydrider. Experimentella tekniker som används är exempelvis spektroskopi, kemisk<br />
tillverkning av kolnanorör (CVD), syntes och karaktärisering under höga tryck, samt ett flertal olika
elektronmikroskopitekniker såsom svepelektronmikroskopi, transmissionselektronmikroskopi,<br />
atomkraftmikroskopi, och sveptunnelmikroskopi.<br />
Sid 19 (23)<br />
Forskargruppen “nanostrukturerat kol” har haft en stark utveckling under 2010. Gruppen har expanderat<br />
från en doktorand (Florian Nitze) och rekryterat två ytterligare doktorander, Tiva Sharifi och<br />
Hamid Barzeghaar. Dessutom har en post-dok, Guangzhi Hu förstärkt gruppen inom området elektrokemi<br />
och kemisk modifiering av kolnanostrukturer, främst genom att dekorera dem med nanopartiklar<br />
av katalysmaterial. Detta är ett område som utvecklas starkt både internationellt och för vår<br />
forskargrupp. Vi har haft en mycket god anslagstilldelning under 2010 med anslag från Ångpanneföreningen,<br />
Gustaf Richerts, Kempestiftelsen, och Wenner-Gren stiftelserna. Beslut från Vetenskapsrådet<br />
i november att stödja gruppens forskning med 2.85 MSEK under 2011-2013 tryggar ytterligare<br />
för framtiden. Gruppen deltar aktivt i två av <strong>universitet</strong>et utsedda starka forskningsmiljöer, ”solar<br />
fuels” och ”light in science and technology”. Detta kommer att möjliggöra ytterligare expansion under<br />
2011 och vi planerar att rekrytera ytterligare två post-dok med kopplingar till gruppen. Under 2010<br />
har en vibrationsspektroskopiplattform byggts upp. Plattformen består av state of the art mätutrustning<br />
för infraröd och Raman spektroskopi och leds av en styrgrupp bestående av, Thomas Wågberg<br />
(fysik), Per Persson (kemi), och Björn Sundberg (SLU). Plattformen administreras och underhålls av<br />
en tekniker, Andrzas Gorzas. Från 2011 kommer plattformen att ingå i KBC-miljön, där fysik nu också<br />
är medlem sedan 2011. Under 2011 tilldelades en ansökan från Thomas Wågberg, Per Persson och<br />
Lennart Johansson medel för att utveckla en kurs i ”molekylspektroskopi med tillämpningar”. Kursen<br />
ges för första gången under vårterminen 2011. Thomas Wågberg gav i december 2010 en docentföreläsning<br />
”catalysts for green energy applications”, och är sedan 2011-01-28 formellt docent.<br />
Grafitoxid har liksom vanlig grafit en lagerstruktur, men avstånden mellan lagren är större och efter<br />
150 år är den exakta strukturen fortfarande något av en gåta. Under 2008 upptäckte vi en mycket<br />
ovanlig egenskap hos grafitoxid: Strukturen expanderade under högt tryck på grund av att vattenmolekyler<br />
gick in mellan kristallens plan [1]. Senare studier har visat att inte bara vatten utan också<br />
alkoholer (metanol och etanol) och andra lösningsmedel (aceton) kan pressas in mellan oxiderade<br />
kolplan under mycket höga tryck. I dessa fall sker inträngandet dock på ett helt annat sätt än för<br />
vatten. Experiment med blandningar av vatten och alkoholer visar att vatten behåller sin flytande form<br />
mellan grafitoxidplanen också vid temperaturer där det "fria" vattnet övergått till fast form (is) utanför<br />
grafitoxidkornen. Nyckeln till att förstå dessa unika egenskaper är grafitoxidens nanoporösa struktur,<br />
och de nya resultaten kan hjälpa oss till en bättre förståelse av denna struktur. En annan viktig<br />
parameter är grafitoxidens kemiska egenskaper, och vi har nyligen visat att pH-värdet i experimentet<br />
är mycket viktigt: De strukturella ändringarna blir mycket små i sur vattenlösning (utspädd saltsyra)<br />
men mycket stora (85% expansion!) i basisk lösning (NaOH, "lut"). Experiment på grafitoxid kan bli<br />
mycket viktiga för vår allmänna förståelse av nano-inneslutningseffekter (nano-confinement effects).<br />
Det är väl känt att vätskor, till exempel vatten, får helt andra egenskaper när de innesluts i utrymmen<br />
med molekylära dimensioner (nanometerstorlek). Under sådana villkor får vätskan till exempel oftast<br />
mycket lägre fryspunkt, och man tror att många biologiska fenomen kan förklaras av att<br />
vattenmolekyler stängs inne i nano-kaviteter. Grafitoxid kan betraktas som ett utmärkt modellmaterial<br />
för studier av porösa hydrofila lagerbaserade system och av nanoinneslutningars effekter på<br />
strukturen hos olika lösningsmedel och andra vätskor.<br />
En annan spännande egenskap hos grafitoxid är att det lätt kan sönderdelas för att skapa enskilda<br />
grafitoxidlager, som i sin tur kan konverteras till grafen (enstaka grafitskikt) genom kemisk reduktion<br />
eller uppvärmning till rimliga temperaturer. Vi har nyligen publicerat en artikel i Journal of Physical<br />
Chemistry C där vi studerat temperatur-inducerad exfoliering av grafitoxid vid olika tryck. Genom att<br />
variera trycket kunde vi erhålla olika typer av kolmaterial vid reaktionen: Vid tryck i storleksordningen<br />
GPa erhölls nanometerstora grafitpartiklar, medan behandling vid och under atmosfärstryck gav<br />
mikrometerstora grafenplattor innehållande ett fåtal grafenskikt som resultat.<br />
Nanoporösa material är också av mycket stort intresse för lagring av vätgas. Vi har studerat väteabsorptionsegenskaperna<br />
hos kobolt- och zinkbaserade "Metal-Organic Framework"-material (MOF)<br />
nära rumstemperatur. En maximal vätelagringskapacitet på 0.75 vikts% erhölls för ett zinkbaserat
Sid 20 (23)<br />
material (C22H20N2O8Zn2) vid 175 Bar vätgastryck och T = - 4 o C. Vi har också bidragit till förståelsen<br />
av varför olika grupper fått mycket olika resultat vid studier av MOF-material, då vi fann att vissa<br />
MOF har mycket dålig stabilitet i "tomt" tillstånd och lätt drabbas av strukturell kollaps när<br />
vätemolekylerna går ut ur och in i materialet under urgasnings- och absorptionsfaserna. Dessa resultat<br />
publicerades i International Journal of Hydrogen Energy. Nyligen visade vi också att tillsats av en<br />
katalysator, Pt, inte gav någon ökning av viktandelen väte som absorberades i en vanlig typ av MOFmaterial.<br />
Inom fältet Analytisk Laserspektroskopi har forskningen fortsatt med god fart. Laserfysikgruppen har<br />
befäst sin ställning som världsledande vad gäller utveckling av den mycket känsliga NICE-OHMStekniken<br />
för detektion av molekylära konstituenter i gasform. Under senare år har denna teknik<br />
huvudsakligen baserats på mycket smalbandiga fiberlasrar. Detta har dock resulterat i att den är<br />
begränsad till ett mindre antal typer av molekyler. För att bredda dess tillämpbarhet har tekniken<br />
under det senaste året för första gången realiserats m h a en smalbandig DFB (eng. distributed<br />
feedback) laser. Ett arbete rörande studier av mer fundamental art har därtill initierats. Vi har som<br />
första grupp påvisat s k Dicke narrowing i dispersiva signaler; uttryck för den förväntade signalformen<br />
har härletts, och experimentella signaler som bekräftar teorin har uppmätts. Därtill har<br />
utvecklingen av en ny teknik för känslig detektion av paramagnetiska molekyler (t ex kväveoxid, NO),<br />
FAMOS (eng. Faraday modulation spectroscopy), rönt framgång. En kvantitativ beskrivning av<br />
tekniken, uttryckt i de mest användbara storheterna, t ex integrerad linjestyrka och Fourierkoefficienter<br />
för modulerade dispersiva linjeformer, har publicerats. En speciell teori för detektion av NO<br />
mha FAMOS adresserande elektroniska övergångar har utvecklats. De första demonstationerna av<br />
UV-baserad FAMOS adresserande elektroniska övergångar i NO m h a ett fullt diodlaserbaserat<br />
system har gjorts. Därtill har en IR-baserad instrumentering för detektion av NO på dess mest<br />
känsliga fundamentala vibrationsövergång, som är kapabel att i realtid (med responstider i sekundområdet)<br />
detektera närvaron av några få ppb (parts-per-billion, 10 -9 ), utvecklats. En teknik för<br />
mätande av temperaturen i vattenånga i det s k C-bandet (kring 1.5 µm) med användande av diodlasrar<br />
för kommunikationsändamål har utvecklats. Dock har en del av året (juni – okt) använts till att<br />
flytta utrustningen till nya tillfälliga lokaler i NA-huset.<br />
Även den forskning som utförs inom området<br />
Biologisk <strong>Fysik</strong> i den optiska pincettengruppen har<br />
varit lyckosam under 2010. Under våren har ett<br />
antal experiment i samarbete med andra grupper<br />
inom UCMR-konsortiet utförts. Ett viktigt resultat<br />
är kartläggningen av de biomekaniska egenskaperna<br />
hos F1C pili från urinvägsinfektionsalstrande<br />
E. coli (UPEC) bakterier. Detta har fått<br />
till följd att de biofysikaliska egenskaperna hos ett<br />
antal olika typer av helixformade pili har kunnat<br />
jämföras och korreleras till de miljöer där de<br />
huvudsakligen uppträder. Dessutom har gruppen<br />
gjort framsteg vad gäller modellering av adhesionsegenskaper<br />
hos bakterier som uttrycker helixformade<br />
pili. Vi har bland annat visat att bakterier<br />
som binder till receptorer med så kallade ”slipbonds”,<br />
som följer vanliga termodynamiska lagar som bland andra beskrivits av E. Evans, kan, om de<br />
binder med mer än en pili, uppträda under förtäckt täckmantel, som om de bundit med s k ”catchbonds”.<br />
Därtill har gruppen skrivit ett kapitel i en bok om adhesionsmekanismer hos bakterier. Den<br />
optiska pincettgruppen har därtill ägnat en väsentlig del av året till att packa, flytta och sätta upp<br />
instrumenteringen i nya tillfälliga lokaler i NA-huset. Under hösten och vintern har även<br />
instrumenteringen förbättrats och uppgraderats för att möta de krav på stabilitet som vissa påtänkta<br />
experiment kräver. Framförallt har optik, piezosteg och lasrar bytts ut. En av uppställningarna, vilken<br />
byggs kring en ny typ av laser, är fortfarande under uppbyggnad och beräknas vara klar under våren.<br />
En större uppgradering av den egenutvecklade mjukvaran för att, kalibrera och styra experiment, samt
Sid 21 (23)<br />
genomföra mätningar har gjorts fortlöpande. Dessa åtgärder har varit tidskrävande men viktiga för att<br />
på lång sikt kunna bibehålla en instrumentering i toppklass.<br />
Samverkan<br />
Institutionen har en omfattande samverkan inom <strong>universitet</strong>ssamhället. Denna sker bland annat<br />
genom:<br />
uppdrag inom centrala organisationer såsom Vetenskapsrådet och <strong>Fysik</strong>ersamfundet,<br />
samverkan inom <strong>Umeå</strong> <strong>universitet</strong> genom institutioner och centrumbildningar (UCMR, IceLab,<br />
UMIT Research Lab, HPC2N),<br />
seminarier av inbjudna internationellt framstående forskare,<br />
internationella utbytesprogram för lärare (ERASMUS) och forskare (SIDA-projekt i samarbete<br />
med Laos),<br />
nationell samverkan i forskarskolan i naturvetenskapens och teknikens didaktik samt<br />
genusforskarskolan.<br />
Institutionen har också en intensiv samverkan med samhället utanför <strong>universitet</strong>svärden. Denna<br />
omfattar bland annat:<br />
samverkan med gymnasieskolor, besök vid skolor och utbildningsmässor, besök från skolor,<br />
laborationer förlagda vid <strong>universitet</strong>et, tjejhelg, Skolornas fysiktävling,<br />
samverkan med näringslivet i forskningsprojekt, tex Siemens AB, LKAB, Algoryx Simulation,<br />
ProcessIT Innovations<br />
samverkan med näringslivet inom grundutbildningen genom examensarbeten, studentprojekt i<br />
samarbete med företag, gästföreläsningar och<br />
företagskvällar, fadderföretagsverksamhet, medverkan i projektet Närkontakt,<br />
kontakt med alumner.<br />
populärisering av fysikämnet, tex genom Hollywoodfysik, Umevatoriet (observatorium, planetarium,<br />
fysikleksaker, experimentförläsningar, interaktiva simuleringar), TV (Boston Tea Party),<br />
Samarbetet med Siemens AB innbär bland annat att en VR-finansierad industriforskarassistent<br />
(Pawel Kluczynski) och en doktoran (Jonas Westberg) inom <strong>universitet</strong>ets företagsforskarskola är<br />
knutna till institutionen. Samarbete med LKAB och Algoryx Simulation har inletts inom simulering av<br />
storskaliga granulära flöden med en doktorandtjänst inom företagsforskarskolan.<br />
Institutionen för fysik är värdinstitution för UVIV-Umevatoriets virtuella världar, ett EU Mål2-projekt<br />
som beviljades 12.6 millioner kronor sommaren 2008. UVIV-projektets syfte är öka det allmänna<br />
intresset, speciellt hos barn och ungdomar, för naturvetenskap och teknik genom att skapa attraktioner,<br />
tillämpningar och arbetsprocesser som ökar Umevatoriets konkurrens- och attraktionskraft.<br />
Projektets målsättning är att utveckla Umevatoriet som en regional attraktion med hög profil och stor<br />
konkurrenskraft hos målgrupperna för dess verksamhet.<br />
Projektet är indelat i följande aktiviteter:<br />
Vetenskapen visualiserad.<br />
Observatorium och planetarium - <strong>Umeå</strong> i världsalltet.<br />
Utforska okända världar. Delprojekten ”Livet i en vattendroppe”, ”Vetenskaps-detektiverna” och<br />
”vår knasiga värld” har startats.<br />
Visulatoriet. Upphandling av nytt projektorsystem och planetarieprogramvara till Umevatoriets<br />
visualiseringsdome har genomförts.<br />
Nätverk och processutveckling. Initiala kontakter med lokala företag, företrädare för skolorganisationen<br />
inom <strong>Umeå</strong> kommun samt nyckelpersoner inom <strong>Umeå</strong> <strong>universitet</strong> har tagits.<br />
Informationsspridning om verksamhet och resultat.<br />
Projektutvärdering och slutredovisning.
© Mats Minnhagen.<br />
Figur. Impact. Mats Minnhagens illustration till hur månen bildades, gjord för UVIV-projektet.<br />
Sid 22 (23)
Sid 23 (23)<br />
Sammanfattande analys<br />
Grundutbildningen har, i omgångar, redovisat planer över hur det ackumulerade kapitalet ska kunna<br />
reduceras. Det balanserade kapitalet inför budgetåret 2010 låg på ca 2,8 Mkr. Resultatet för 2010 var<br />
negativt, det uppgick till ca 1,9 Mkr, och den ingående balansen inför 2011 är alltså ca 0,9 Mkr. Vår<br />
bedömning är att verksamheten kommer att visa ett resultat nära noll för 2011 och att det balanserade<br />
kapitalet därmed kommer att hålla sig klart under 10% av omslutningen på ca 26 Mkr.<br />
Tillströmningen till våra kurser var rekordhög 2010, totalt registrerades 268 HST, se figuren nedan.<br />
Totala<br />
antalet<br />
registre<br />
30<br />
rade<br />
förvänt<br />
250<br />
as<br />
20<br />
Totalt<br />
under<br />
2011<br />
150<br />
Teknatutbildning ligga på<br />
Basåret samma<br />
Lärarutbildning nivå.<br />
50<br />
Figur.<br />
Antal<br />
helårsst<br />
0<br />
udenter<br />
202 2003 2004 2005 2006 207 208 2009 2010 2011<br />
(HST) i<br />
fysik<br />
under<br />
åren 2002-2011 för teknisk-<strong>naturvetenskaplig</strong> utbildning, basåret, lärarutbildning och totalt. Data för 2011<br />
baseras på prognoser.<br />
Som framgår av figuren nedan har institutionens forskningsbidrag ökat starkt under de senaste åren.<br />
Minskningen av VR-anslagen under 2010 förklaras av att tre VR-finansierade forskarassistenter vid<br />
institutionen nu fått slutanslag. Den kraftiga ökningen av institutionens resurser, som är ett resultat<br />
av de goda forskningsresultat som uppnåtts under de senaste åren, innebär att forskningsfinansiärerna<br />
förväntar sig att vi skall prestera ännu bättre under kommande år. Att snabbt bygga ut och<br />
utveckla forskning är aldrig lätt, och med tanke på att vi samtidigt skall renovera institutionens lokaler<br />
blir det en svår utmaning att öka produktionen av intressanta forskningsresultat, speciellt inom den<br />
experimentella verksamheten. Med hjälp av noggrann planering och den entusiasm som tanken på de<br />
nya fina lokalerna väcker har vi dock goda förhoppningar om att klara denna uppgift.<br />
Figur.<br />
Bidrag,<br />
utöver<br />
<strong>fakultet</strong>s<br />
anslaget,<br />
till<br />
forskning<br />
vid<br />
Institutio<br />
nen för<br />
fysik i<br />
Mkr för<br />
perioden<br />
2005–<br />
2011.<br />
Mörka<br />
staplar<br />
visar<br />
anslag<br />
HST<br />
30<br />
28<br />
26<br />
24<br />
22<br />
20<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
10<br />
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011<br />
från Vetenskapsrådet och ljusa staplar de totala anslagen. Notera att vi för 2011 redovisar sådana medel som<br />
beviljats fram till och med februari månad. De totala anslagen för 2011 blir förmodligen i slutändan större.<br />
Totalt<br />
VR