FYS4715 – Biologisk fysikk

Hvordan finner en bakterie mat når den svømmer i en verden der treghet ikkefinnes? Hvorfor sprekker en celle i rent vann? Hvordan kan entropi skape orden istedet for uorden? Og hvordan organiserer like celler seg selv til et vev medform? I dette emnet bruker du statistisk fysikk, myk materie og mekanikk til åbygge kvantitative modeller for levende systemer på skalaer fra 1 nm til noenhundre mikrometer, og du tester modellene mot dine egne målinger og simuleringer.

Emnet er sentrert rundt prosjekter som passive vandrere og aktiv materie, morfogenese, mekanobiologi og aksjonspotensialet i nerveceller.Du arbeider som en forsker gjennom hele semesteret: du gjør egnemikroskopieksperimenter, skriver dine egne simuleringer i Python, leseroriginalarbeider - blant andre Einstein, Langevin, Purcell og Vicsek - ogpresenterer og dokumenterer arbeidet i prosjektrapporter. Emnet er relevant for deg som vil arbeide videre med biofysikk, myk materie, biomekanikk, systembiologi eller kvantitativ life science.

Etter å ha fullført emnet kan du:

• forklare hvordan termisk bevegelse, entropi, fri energi og entropiske krefter setter rammer for molekylære og cellulære prosesser, inkludert selvorganisering.
• analysere diffusjon, Brownsk bevegelse og transport ved lavt Reynolds-tall, og beregne relevante størrelsesordener for biologiske systemer.
• forklare hvordan osmose, ionefordeling og aktiv ionetransport bestemmer cellers volum og membranpotensial, samt hvordan celler genererer, registrerer og responderer på mekaniske krefter.
• sammenligne og anvende sentrale modeller for mønsterdannelse, formdannelse og kollektiv oppførsel, herunder reaksjon-diffusjon, differensiell adhesjon og aktiv materie.
• gjennomføre og analysere eksperimenter, simuleringer og bildeanalyser for å hente ut og tolke kvantitative data fra biologiske systemer.
• vurdere antakelser og forenklinger i biologisk-fysiske modeller, lese og kritisk diskutere forskningslitteratur, samt kommunisere resultater og faglige resonnementer skriftlig og muntlig.

Studenter tatt opp til andre masterprogrammer kan, etter søknad, få adgang til emnet hvis dette er klarert med eget program.

Dersom du ikke allerede har studieplass ved UiO, kan du søke om opptak til våre studieprogrammer, eller søke om å bli enkeltemnestudent.

• FYS2160 – Termodynamikk og statistisk fysikk (nødvendig forkunnskap dekkes av de 5 første ukene som kan følges samme semester)

6 timer organisert undervisning per uke gjennom hele semesteret.

Undervisningen består av forelesning, studentaktiv gruppeundervisning, oppgaveløsing, teamarbeid, små og store prosjektarbeid og laboratorieøvelser.

I dette emnet er det 4 obligatoriske prosjektoppgaver (laboratorie- og beregningsoppgaver) i løpet av semesteret. Alle obligatoriske oppgaver må være gjennomført og godkjent før avsluttende eksamen.

Se reglement for obligatoriske aktiviteter.

Ettersom undervisningen innebærer laboratorie- og/eller feltarbeid, bør du vurdere å tegne en egen reise- og personskadeforsikring. Les om hvordan du er forsikret som student.

• Avsluttende muntlig eksamen som teller 100 % ved sensurering

Dette emnet har obligatoriske øvelser som må være godkjent før avsluttende eksamen.

Som eksamensforsøk i dette emnet teller også forsøk i følgende tilsvarende emner: FYS3715 – Biological Physics og FYS9715 – Biologisk fysikk

Studenter som dokumenterer gyldig fravær fra ordinær eksamen, kan ta utsatt eksamen i starten av neste semester.

Det tilbys ikke ny eksamen til studenter som har trukket seg under ordinær eksamen, eller som ikke har bestått.