光谱 - 2021年秋季
Urbana-Champaign伊利诺伊大学物理系以其合作风格的研究风格（“ Urbana风格”）闻名，通常涉及研究领域以及理论和实验物理学家之间的合作。这是我们一些主要物理学家正在从事的工作的内部瞥见。
Jaki Noronha-主持人
我的工作着重于研究人类已知的最极端温度和密度，研究最小的物质（夸克和脾气）。通过在光速的99.9999％碰撞两个金斑点，我们能够生产一小滴原始液体，称为夸克 - 胶状等离子体，该液体在大爆炸后存在微秒。这些碰撞达到了地球上有史以来最高的温度，并通过相对论粘性流体动力学很好地描述。与仅携带电荷的太阳中发现的等离子体不同，夸克 - 格鲁恩等离子体由夸克组成，夸克（Quark）携带三种不同的电荷：巴里昂号码，电荷和陌生感。我的小组进行了大规模的模拟，以了解夸克 - 胶状等离子体如何像一小滴流体一样流动。使用这些模拟并与重型离子实验的实验数据进行直接比较，我们能够寻找物质的新阶段。具体而言，我们正在寻找强力的临界点，可以使用低能的重离子碰撞来定位。
我的研究的另一个力量重点是对中子恒星内部的研究。在中子恒星的核心方面，可能有可能将物质挤压到如此极端的密度，以使夸克成为相关的自由度。这种物质的状态看起来与在重离子碰撞中发现的夸克 - 胶子等离子体有很大不同，因为它的温度和较高的密度会显得较低。我有兴趣在中子恒星的核心中找到可观察到的夸克物质特征，并在重离子实验与中子星星合并之间找到联系。
Noronha-hostler实验室的研究得到了美国能源部，核科学办公室，核科学赠款编号DESC002063的支持，以及国家科学基金会根据Grant No.OAC-2103680，以及Alfred P. Sloan基金会研究奖学金。提出的发现是研究人员的发现，不一定是资助机构的发现。
伊多·金
病毒如何决定感染细胞的命运？这是我实验室提出的核心问题之一。感染活细胞后，病毒通常在两条途径之一之间做出选择：猖ramp的繁殖，以宿主死亡和许多新病毒颗粒的释放结束；或休眠，其中感染细胞在内部隐藏的潜在病毒中生存，准备在以后醒来。每种病毒用于做出生命或死亡决定的“算法”是在其微小的基因组中编码的，但是解密了这些算法如何被证明难以捉摸。即使单个感染细胞看起来完全相同，感染后仍可能会出现不同的命运。因此，我们无法预测给定的感染事件是结果是细胞死亡还是病毒休眠。
为了阐明这些细胞对细胞差异的起源，我们设计了显微镜实验，其中我们在感染过程中遵循单个病毒和细胞。为了解释我们的观察，我们使用受统计物理启发的理论方法因此，考虑了生物物理过程的分子随机性。这些理论模型使我们不仅可以预测人群中细胞的平均行为，还可以预测单个细胞在感染结果中彼此不同的程度。
病毒决策只是无数的进化创造力的例子之一。通过约束和启用进化进化，物理定律将分子组织到细胞，细胞中的组织，生物体和生物体的组织进入群落。在花了几个世纪的时间来解决无生命问题的行为之后，现在是物理学家将全面关注的关注到理解生命的时候了，这是最终的身体现象。
戈尔丁实验室的工作得到了美国国立卫生研究院的支持，赠款号R35-gm140709。提出的发现是研究人员的发现，不一定是资助机构的发现。
法哈德·马哈茂德（Fahad Mahmood）
我是一位凝结的物质实验者，他基于光 - 物质相互作用来开发新的测量技术，以理解，利用和控制量子材料的显着新兴特性。这些新兴的特性受集体行为和相互作用的控制，这些行为和相互作用倾向于在短时间（几次或更少）或以下的低能尺度（≈thz范围频率）的低能尺度上发生。这需要开发可以在其内在时间和能量尺度上探测这种现象的工具。
我的小组开发了这些“超快”光谱工具，例如时间分辨的光发射和时间域THZ光谱，以检查电磁频谱的材料中的材料中的光互动，从次级terahertz（THZ）到极端紫外光线。使用这些工具，我们探究了管理宏观量子行为的基本集体规则，目的是设计这种行为，以维持紧急特性，例如超导性，相互作用的拓扑阶段和分数颗粒，其温度比当前可能更高。
我们正在进行的研究项目包括了解拓扑Weyl物理学与电荷密度波材料中的相关性之间的相互作用（Tase4）2我;使用Floquet Engineering修改磁性绝缘体MNBI的电子带结构2TE4;并解决抗铁磁材料中自旋准粒子的THZ尺度动力学。此外，我们目前正在开创基于光发射的工具的扩展到新的“多维”制度，其中使用成对的纠缠光子或电子来显式测量以前不可访问的两颗粒光谱函数和更高级的功能。我们将使用这种方法来解决凝结物理学中一些最根本的问题，例如直接检测称为蜘蛛的分数颗粒，非常规超导体的库珀对结构以及奇怪金属中电子相关性的性质。
在Mahmood小组中，Weyl-CDW的工作得到了量子传感和量子材料中心的支持，这是由美国能源部基础能源科学办公室资助的能源边界研究中心，基础能源科学办公室，颁发奖项，根据DE-SC0021238奖。NSF赠款编号DMR1720633，国家科学基金会MRSEC计划支持反铁磁拓扑材料的工作。提出的发现是研究人员的发现，不一定是资助机构的发现。
Helvi Witek
曾几何时，在一个遥远的小镇上，夜空是如此清晰，以至于可以看到最淡淡的星星，那里有一个年轻女孩。她充满活力，以至于她的父母无法想到让她困倦的方法比在漫长的夜间散步中向她展示出色的星座，这激发了她对宇宙奇观的好奇心。这种兴奋与女孩保持在一起，她长大后成为“重力侦探”。您可能已经猜到，这个女孩是我，如今，我的研究采用了黑洞和他们在宇宙舞蹈期间发出的引力波，以解决基本物理学的长期谜团。随着2015年对重力波的首次突破性检测，此后首次突破性地发现了这一可能性。可以公平地说，我们现在进入了一个精确的引力物理学时代。
在我的小组中，我们对碰撞黑洞及其引力波排放进行高性能计算模拟，这有助于识别和解释检测到的信号。我们正在开发用于数值相对性的开源Canuda代码，这使我们能够研究黑洞与新的是流行的暗物质候选者的新型超光颗粒之间的相互作用，并且无法用粒子碰撞器进行探测。我们设计了新的调查工具，以探测其非线性强，强场政权的重力性质，在黑洞碰撞期间，通过计算爱因斯坦一般相对论的扩展中的重力辐射。这些扩展是由量子重力范式（例如弦理论）激励的。我们发现了新的非线性现象，使我们能够探究或约束。
在全球范围内，我是爱因斯坦工具包的Co-Pi，这是一种用于计算天体物理学的开源软件基础设施，来自43个国家 /地区的340多名成员。我还在ESA和NASA设计的激光干涉仪太空天线（LISA）任务中扮演领导角色。丽莎（Lisa）将是一个散发出的探测器。我的小组正在做出解释这些即将进行的测量所需的理论预测。
国家科学基金会（National Science Foundation）在Witek Group中的工作得到了授予OAC'2004879和PHY-2110416的支持；以及英国皇家学会研究授予RGF \ r1 \ 180073。提出的发现是研究人员的发现，不一定是资助机构的发现。