Kiinteän aineen elektronisten ominaisuuksien tutkimus röntgensäteilyn avulla. Tarkoituksena on ymmärtää kiinteän aineen ominaisuuksien mikroskooppinen perusta. Tutkimme lähinnä röntgensäteilyn epäelastisen sironnan ja spektroskopian avulla mm. korkean lämpötilan suprajohteiden ja uusien materiaalien elektronisia ominaisuuksia, sovellamme tietämystämme mm. alkuaineanalyysiin ja kehitämme tutkimukseemme sopivia instrumentteja. Huomattava osa työstämme tapahtuu kansainvälisissä synkrotronilaboratorioissa yhteistyöprojekteina. Laskennallisten menetelmien kehittäminen ja soveltaminen kuuluu olennaisena osana tähän tutkimukseen. Vastuuhenkilöt prof. Keijo Hämäläinen ja prof. Seppo Manninen.

Heikosti järjestyneen aineen rakennetutkimus. Tutkimuskohteita ovat makromolekyyleihin pohjautuvat uudet materiaalit ja biologiset systeemit. Tutkimme esimerkiksi proteiinipohjaisia ohutkalvoja ja ympäristön vaikutusta kasvisolun rakenteeseen ja mekaanisiin ominaisuuksiin. Tutkimusmenetelmiä ovat erilaiset röntgen- ja neutronisäteilyn sirontaan perustuvat aineen nanometritason rakenteen tutkimusmenetelmät ja mittauksia tehdään joko osaston laitteistoilla tai synkrotroni- ja neutronitutkimuskeskuksissa (ESRF, HASYLAB, ILL). Vastuuhenkilö prof. Ritva Serimaa.

Biofysiikka on osaston uusi tutkimushaara. Biologiset ongelmat vaativat yhä useammin fysikaalisten menetelmien tuntemusta. Proteiinien rakenteita ja toimintaa tutkitaan NMR-spektroskopian ja röntgensäteilyn pienkulmasironnan avulla. Tutkimusta tehdään yhteistyössä biotieteiden kanssa. Vastuuhenkilö prof. Arto Annila.

Lääketieteellisessä fysiikassa tehtävä tutkimus hyödyntää tehokkaasti synktrotronisäteilyn erityisominaisuuksia. Keuhkojen ja sydämen toiminnan tutkimus modernein kuvantamismenetelmin ja pienkulmasironnan käyttö syöpäkudostutkimuksessa ovat esimerkkejä tästä työstä. Vastuuhenkilö emeritusprof. Pekka Suortti.

Röntgenfysiikan osasto osallistuu kansalliseen ja kansainväliseen avaruustutkimukseen kehittämällä röntgensäteilyn havaitsemiseen tarkoitettuja säteilynilmaisimia. Niiden toiminta avaruuden erityisolosuhteissa vaatii monipuolista fysiikan eri alojen tuntemusta. Vastuuhenkilö prof. Keijo Hämäläinen.

Kiinteän aineen rakennetta ja rakennemuutoksia tutkitaan röntgendiffraktion avulla. Matala- ja korkealämpötilalaitteistot mahdollistavat tutkimukset 10 - 700 K:n lämpötila-alueella. Tutkimuskohteina ovat mm. korkean lämpötilan suprajohteiden rakennemuutokset. Vastuuhenkilö dos. Merja Blomberg.