Fizica materiei condensate studiază proprietățile fizice ale materiei în fazele sale condensate: solide și lichide. Este cea mai mare ramură a fizicii după numărul de cercetători și a produs unele dintre cele mai importante tehnologii ale lumii moderne. Semiconductorii, supraconductorii, cristalele lichide și materialele magnetice se încadrează în domeniul său de aplicare. Domeniul se ocupă de modul în care se organizează atomii și electronii și cum această organizare produce proprietățile pe care le observăm.

Ideea centrală este că comportamentul colectiv contează. Un singur electron este simplu. Un trilion de electroni care interacționează între ei și cu o rețea de atomi pot produce fenomene pe care nicio particulă nu le prezintă. Supraconductivitatea, unde curentul curge cu rezistență zero, este un exemplu. Magnetismul este un altul. Izolatorii topologici, care conduc la suprafața lor, dar nu prin volumul lor, sunt o descoperire mai recentă. Fizica materiei condensate studiază, de asemenea, tranzițiile de fază: cum se schimbă un material de la o fază la alta și ce se întâmplă în punctul critic. Domeniul se suprapune cu știința materialelor, chimia și ingineria și a impulsionat progresele în informatică, energie și medicină.

Subiecte în materie condensată

• Semiconductori. Materiale care conduc în anumite condiții.
• Supraconductori. Rezistență zero sub o temperatură critică.
• Magnetism. Cum se aliniază spinii în materiale.
• Tranziții de fază. Schimbări între stări solidă, lichidă și alte stări.
• Materiale topologice. Se conduc pe suprafețe, izolează în interior.

Fizica materiei condensate nu se ocupă doar de solide. Ea studiază și materia moale, inclusiv polimeri, geluri și cristale lichide.