Kondenserad materiens fysik studerar materiens fysikaliska egenskaper i dess kondenserade faser: fasta och flytande ämnen. Det är den största grenen inom fysiken sett till antalet forskare, och den har producerat några av de mest betydelsefulla teknologierna i den moderna världen. Halvledare, supraledare, flytande kristaller och magnetiska material faller alla inom dess område. Området frågar hur atomer och elektroner organiserar sig själva, och hur den organisationen producerar de egenskaper vi observerar.

Den centrala insikten är att kollektivt beteende spelar roll. En enda elektron är enkelt. En biljon elektroner som interagerar med varandra och med ett gitter av atomer kan producera fenomen som ingen enskild partikel uppvisar. Supraledning, där ström flyter med noll resistans, är ett exempel. Magnetism är ett annat. Topologiska isolatorer, som leder på sin yta men inte genom sin volym, är en nyare upptäckt. Kondenserad materiens fysik studerar också fasövergångar: hur ett material övergår från en fas till en annan, och vad som händer vid den kritiska punkten. Området överlappar med materialvetenskap, kemi och teknik, och det har drivit framsteg inom databehandling, energi och medicin.

Ämnen i kondenserad materia

• Halvledare. Material som leder ledningar under vissa förhållanden.
• Supraledare. Noll resistans under en kritisk temperatur.
• Magnetism. Hur spinn justeras i material.
• Fasövergångar. Växlingar mellan fast, flytande och andra tillstånd.
• Topologiska material. Ledande på ytor, isolera inuti.

Kondenserade materiens fysik handlar inte bara om fasta ämnen. Den studerar även mjuka ämnen, inklusive polymerer, geler och flytande kristaller.