Mikä on sovellettu fysiikka?

Soveltava fysiikka on termi fysiikan tutkimukselle, joka yhdistää “puhtaan” fysiikan tekniikan kanssa. Puhdas fysiikka tutkii aineen fysikaalisia perusominaisuuksia ja kaikkea siitä johtuvaa, kuten energiaa ja liikettä. Soveltava fysiikka käyttää samaa tutkimuslinjaa ratkaistakseen teknisiä ongelmia.
Tutkimuksen voi olla helppo tunnistaa ”sovelletuksi” tai ”puhtaana” tapauksissa, joissa etsitään suoraa käytännön sovellusta. Esimerkiksi Einsteinin erityinen suhteellisuusteoria on puhdasta fysiikkaa, ja siinä käytetään kuituoptisen tekniikan suunnittelua. Ero näiden kahden välillä voi kuitenkin olla hämärämpi. Varmasti on olemassa jatkuvaa tutkimusaihetta sovelletun ja puhtaan välillä. Jotta tutkimusta voitaisiin pitää soveltuvana, sen on kuitenkin ainakin koskettava tutkimuksensa mahdollisia teknisiä tai käytännön sovelluksia, ellei se suoraan osallistu teknisen ongelman ratkaisemiseen.

Soveltava fysiikan tutkimus voi olla tieteellisen tutkimuksen välineiden kehittämistä. Itse asiassa suuri osa fysiikan tutkijoiden käyttämistä laitteista on niin kehittyneitä, että tutkijat ovat itse rakentaneet ne mittatilaustyönä. Korkean energian fyysikot, jotka työskentelevät hiukkaskiihdyttimien parissa, kuten Euroopan ydintutkimusjärjestö (CERN), ovat hyvä esimerkki fyysikoista, jotka rakentavat omia laitteitaan.

Soveltava fysiikka akateemisena kurinalaisuutena on suhteellisen uusi keksintö, jossa on hieman pieni määrä yliopistoja, joilla on alan osastoja. Usein soveltavan fysiikan laitos vetää tiedekunnan yliopiston fysiikan osastolta ja tekniikan osastoilta. On tavallista, että tiedekunta järjestää yhteisiä tapaamisia useammalla kuin yhdellä osastolla. Kaikilla tieteenaloilla on kasvava suuntaus monitieteiseen tutkimukseen, ja tekniikan ja fysiikan tutkimuksen virallinen päällekkäisyys yliopistojen fysiikan osastojen muodossa on osoitus tästä suuntauksesta.

On olemassa laaja valikoima tutkimusaiheita, joita voidaan pitää soveltavana fysiikkana. Yksi esimerkki on suprajohteiden kehittäminen. Suprajohdin on materiaali, joka johtaa sähköä ilman vastusta tietyn lämpötilan alapuolella. Suprajohtavat magneetit ovat välttämättömiä magneettikuvauslaitteiden (MRI), hiukkaskiihdyttimien ja ydinmagneettisen resonanssin (NMR) spektrometrien toiminnalle. Suprajohtavien magneettien fysikaalisten ominaisuuksien ja teorian tutkimusta pidettäisiin puhtaana fysiikkana. Yrityksiä rakentaa parempia suprajohteita ja löytää niille uusia sovelluksia pidettäisiin varmasti soveltavana fysiikkana. Muita tunnettuja esimerkkejä tämän tyyppisestä tutkimuksesta ovat valovoltiikka ja nanoteknologia.