Kondenseret materiefysik studerer materies fysiske egenskaber i dets kondenserede faser: faste stoffer og væsker. Det er den største gren af ​​fysikken målt på antallet af forskere, og den har produceret nogle af de mest betydningsfulde teknologier i den moderne verden. Halvledere, superledere, flydende krystaller og magnetiske materialer falder alle inden for dens område. Feltet undersøger, hvordan atomer og elektroner organiserer sig, og hvordan denne organisering producerer de egenskaber, vi observerer.

Den centrale indsigt er, at kollektiv adfærd betyder noget. En enkelt elektron er simpel. En billion elektroner, der vekselvirker med hinanden og med et gitter af atomer, kan producere fænomener, som ingen enkelt partikel udviser. Superledning, hvor strøm flyder med nul modstand, er et eksempel. Magnetisme er et andet. Topologiske isolatorer, der leder på deres overflade, men ikke gennem deres masse, er en nyere opdagelse. Kondenseret stoffysik studerer også faseovergange: hvordan et materiale ændrer sig fra en fase til en anden, og hvad der sker på det kritiske punkt. Feltet overlapper med materialevidenskab, kemi og ingeniørvidenskab, og det har drevet fremskridt inden for datalogi, energi og medicin.

Emner i kondenseret stof

• Halvledere. Materialer, der leder under bestemte forhold.
• Superledere. Nul modstand under en kritisk temperatur.
• Magnetisme. Hvordan spin justeres i materialer.
• Faseovergange. Ændringer mellem fast, flydende og andre tilstande.
• Topologiske materialer. Leder på overflader, isolerer indvendigt.

Kondenseret materiefysik handler ikke kun om faste stoffer. Den studerer også blødt stof, herunder polymerer, geler og flydende krystaller.