Kierunki badawcze w ramach grupy:
W AGH prowadzone są badania i kształcenie w zakresie nauk ścisłych i przyrodniczych obejmujące matematykę, fizykę, chemię, geologię i geofizykę oraz geodezję. Stanowią one podstawę badań i kształcenia na wielu kierunkach studiów. Prace prowadzone w wymienionych dyscyplinach mają charakter zarówno podstawowy jak i aplikacyjny. W dziedzinach nauk ścisłych i przyrodniczych funkcjonują w uczelni Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska (WGGiOŚ), Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej (WFiIS), Wydział Matematyki Stosowanej (WMS), Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska (WGGiIŚ). Badania z zakresu chemii prowadzone są m.in. na Wydziale Inżynierii Materiałowej i Ceramiki (WIMiC), Wydziale Energetyki i Paliw (WEiP), Wydziale Wiertnictwa, Nafty i Gazu (WWNiG).
Poniżej przedstawione są najważniejsze tematy badawcze prowadzone w poszczególnych dyscyplinach naukowych z podkreśleniem badań o charakterze aplikacyjnym lub dających podstawę do różnych zastosowań.
Matematyka
W badaniach matematycznych prowadzonych w AGH wyróżnić można dwa zasadnicze nurty. Pierwszy z nich to badania obejmujące stosunkowo nowe dziedziny, które powstały w XX wieku i nadal dynamicznie się rozwijają. Należy do nich matematyka dyskretna z teorią grafów i dyskretnymi układami dynamicznymi, matematyka obliczeniowa (m.in. obliczenia kwantowe) i analiza stochastyczna (wraz z zastosowaniami do matematyki finansowej).
Drugi nurt to klasyczne dziedziny takie, jak równania różniczkowe (m.in. równania fizyki matematycznej), geometria różniczkowa, teoria aproksymacji, analiza funkcjonalna i statystyka.
Fizyka
Badania podstawowe z fizyki prowadzone w AGH w szerokiej współpracy międzynarodowej to fizyka cząstek elementarnych wysokich energii. Intensywny rozwój aktywności w tej dziedzinie możliwy jest dzięki współpracy z ośrodkami CERN w Genewie i DESY w Hamburgu, gdzie prowadzone są doświadczenia na akceleratorach LEP, LHC i HERA. Ponadto w AGH prowadzone są badania z zakresu fizyki fazy skondensowanej, fizyki nadprzewodników i magnetyków oraz badania teoretyczne nanostruktur półprzewodnikowych. W pracach badawczych o charakterze aplikacyjnym wyodrębnić można kilka grup.
W zakresie fizyki ciała stałego i fazy skondensowanej są to: badania właściwości magnetycznych, elektrycznych i strukturalnych wodorków i związków międzymetalicznych, badania struktury i własności fizycznych materii skondensowanej, badania polimerów i inne.
Główne kierunki badań w zakresie fizyki i techniki jądrowej to: rozwój i zastosowanie jądrowych technik analitycznych, badania układów dynamicznych oraz właściwości zaawansowanych materiałów, rozwój systemów detekcyjnych opartych na detektorach półprzewodnikowych i gazowych oraz technice specjalizowanych układów scalonych, energetyka jądrowa przyszłości, projekty i budowa aparatury detekcyjnej oraz przygotowanie programu fizycznego dla eksperymentów na akceleratorach.
Tematyka prac badawczych w zakresie fizyki medycznej obejmuje m.in.: zagadnienia fizyczne nieinwazyjnych technik w diagnostyce medycznej, badania materiałów technologicznie ważnych i biomedyczne zastosowanie efektu Mössbauera.
Ważnym tematem są też zastosowania interdyscyplinarnych technik komputerowych i metod obliczeniowych w fizyce i medycynie.
Chemia
Jednym z podstawowych tematów badawczych w dziedzinie chemii jest kinetyka reakcji chemicznych obejmująca miedzy innymi pomiary kinetyki reakcji chemicznych kompleksów metali w roztworach wodnych z wykorzystaniem klasycznej metody spektrofotometrii UV-Vis, badania nad kinetyką procesów ługowania metali szlachetnych oraz prowadzenie syntez chemicznych z wykorzystaniem reaktora, badania morfologii cząstek koloidalnych metali szlachetnych metodą spektroskopii korelacji fotonów. Badania o dużym znaczeniu praktycznym to elektrochemia materiałów amorficznych, korozja i ochrona przed korozją, osadzanie cienkich warstw amorficznych, fotoelektrochemia nanostruktur półprzewodnikowych.
Dalszą grupę tematów chemicznych stanowią, badania w zakresie inżynierii adsorpcyjnej, materiały i kompozyty węglowe oraz ich zastosowania (PSA, adsorpcyjne magazynowanie substancji i energii), uwalnianie i deponowanie gazów kopalnianych, sorpcyjno-desorpcyjne właściwości węgli kamiennych. W zakresie chemii jednostki AGH prowadzą także szereg prac skierowanych na opracowania i rozwiązania konkretnych zadań. Do tego typu prac zaliczyć można: określenie wpływu tlenków metali bloku d układu okresowego jako nośników na aktywność katalityczną katalizatorów złotych w odniesieniu do reakcji utleniania CO, otrzymywanie SiC o wysokiej czystości chemicznej, selektywna redukcja tlenków azotu i tlenków siarki, wytwarzanie nowych nanokrystalicznych materiałów proszkowych np. azotków GaN, BN, TiN, AlN i kompozytów C/Sic, materiały katodowe do wysokotemperaturowych ogniw paliwowych, materiały dla ogniw litowych, synteza i wytwarzanie materiałów ceramicznych na narzędzia skrawające, technologia wytwarzania szkieł nawozowych jako nośników mikroelementów dla zastosowań w rolnictwie, opracowanie zminiaturyzowanych, bezobsługowych sensorów chemicznych pracujących w roztworach elektrolitów, opracowanie metody funkcjonalizacji chemicznej powierzchni materiałów węglowych dla potrzeb medycyny regeneracyjnej, wytwarzanie i badania powłok chroniących przed korozją wysokotemperaturową na stopach tytanu, elektrochemia procesów korozji stali zbrojeniowej w różnych gatunkach betonów i w różnych środowiskach korozyjnych.
Geologia i Geofizyka
Szeroki zakres badawczych prac geologicznych i geofizycznych w AGH można podzielić na dwie grupy. Pierwsza obejmuje badania, których celem jest rozpoznawanie struktury geologicznej wybranych obszarów ze szczególnym uwzględnieniem zasobów kopalin użytecznych eksploatowanych na potrzeby gospodarki. W tej grupie można wymienić następujące tematy badawcze: geologiczne rozpoznanie ośrodka skalnego na podstawie profilowań geofizyki otworowej przy wykorzystaniu metod statystycznych, opracowanie nowatorskich metod wykrywania złóż węglowodorów oraz rozpoznawania struktury i zmienności złóż w trakcie ich eksploatacji za pomocą głębokich i średniozasięgowych badań elektromagnetycznych, kompleksową ocenę parametrów na podstawie profilowań geofizyki otworowej oraz innych danych geofizycznych i geologicznych dla modelowania skał zbiornikowych, nową metodykę przetwarzania silnie zakłóconych danych magnetotellurycznych z wykorzystaniem metod sztucznej inteligencji, system naftowy i ocena zasobów prognostycznych utworów dolomitu głównego w południowo-zachodniej części monokliny przedsudeckiej, wielowariantowe modelowania sejsmiczne jako podstawę opracowania kryteriów identyfikacji rejestrowanego pola falowego, zadanie proste i odwrotne w wybranych metodach geoelektrycznych z uwzględnieniem inwersji połączonej, paleotektoniczne uwarunkowania powstawania skał macierzystych w jurze i wczesnej kredzie Karpat Zewnętrznych, rozwój modeli i metod informatycznych w naukach o Ziemi i środowisku, badania geologiczne w Staruni (Karpaty Wschodnie) - identyfikacja możliwych miejsc odkrycia nosorożców włochatych w utworach czwartorzędowych, geologia i mineralogia stanowisk archeologicznych, trasy geoturystyczne i waloryzacja geoturystyczna obiektów geologicznych i wybranych regionów Polski i świata. Druga grupa zawiera tematy, w których celem jest rozwiązanie określonych zadań. Są to następujące tematy: rozpoznanie formacji i struktur dla bezpiecznego geologicznego składowania CO2 wraz z programem monitorowania, badanie zmienności w czasie zagrożenia sejsmicznego dla sejsmiczności naturalnej i indukowanej w kopalniach z wykorzystaniem metod nieparametrycznych, geologia i gospodarowanie złożami kopalin użytecznych, porównanie zanieczyszczenia Zn, Cu, Ni, Cr, Cd osadów systemu wodno-kanalizacyjnego miasta Krakowa do analogicznych z rejonów metalonośnych Górnego i Dolnego Śląska w aspekcie ochrony cieków zurbanizowanych, strukturalne wzmacnianie piaskowców impregnatami polimerowymi.
Badania realizowane w grupie tematycznej Nauki ścisłe i przyrodnicze, kierunek Geologia i geofi zyka są podstawowe dla Wydziału Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska (WGGiOŚ). Obejmują one rozwój i optymalizację metod geofizycznych w badaniach skał i złóż mineralnych prowadzonych dla celów geologii regionalnej, złożowej i inżynierskiej oraz dla potrzeb inżynierii środowiska. Prowadzone są badania środowisk depozycji, badania diagenetyczne i strukturalne służące do rekonstrukcji procesów sedymentacyjnych i tektonicznych oraz prospekcji złóż. Rozpoznanie szeroko rozumianych procesów endogenicznych i egzogenicznych w oparciu o badania minerałów i skał, a także ocena perspektyw wykorzystania minerałów w procesach przemysłowych i w ochronie środowiska mają znaczący udział w realizowanej tematyce. Prowadzona jest waloryzacja geologiczna obiektów architektonicznych oraz waloryzacja geoturystyczna obiektów dziedzictwa górniczego o wybitnych walorach poznawczych. Realizowana jest również problematyka dotycząca zastosowania metod geostatystycznych i komputerowych w geologii oraz rozwijane są nowe metody dotyczące gruntów w kontekście ich przydatności geotechnicznej. Prowadzi się również badania geologii regionalnej świata oraz wybranych regionów, takich jak Alpidy Europy, rejon Arktyki, Azja centralna południowa i wschodnia, Ameryka Północna, Ameryka Południowa, Pacyfi k. Prace te prowadzone są w ramach współpracy międzynarodowej. Obejmuje ona projekty UNESCO International Geological Corelation, w skład których wchodzą między innymi programy IGCP Project-480 Structural and Tectonic Correlation across the Central Asia Orogenic Collage: Implications for Continental Growth and Intracontinental Deformation, oraz IGCP-516 Geological Anatomy of East and South Asia. Analiza geologii i geofi zyki Karpat prowadzona jest też w ramach międzynarodowego programu International Continental Drilling Program (IGCP). Wykonywane prace przedstawiają porównanie ewolucji różnych rejonów świata z punktu widzenia tektoniki płyt i pozycji głównych elementów skorupy Ziemi na tle paleogeografi i globalnej. Badania te obejmują też analizę basenów z punktu widzenia poszukiwań kopalin użytecznych, w szczególności ropy i gazu.
Geodezja
Najważniejsze tematy realizowane aktualnie przez Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska (WGGiIŚ) w dyscyplinie geodezja to: modelowanie nieliniowe wartości nieruchomości, wpływ geologicznych uwarunkowań na przebieg procesu deformacji eksploatowanego górotworu solnego, określenie możliwości wykorzystania scalonych danych teledetekcyjnych do procedur klasyfikacyjnych dla potrzeb generowania map pokrycia terenu, integracja danych fotometrycznych z danymi pozyskanymi ze skaningu laserowego, opracowanie metody transformacji współrzędnych punktów z dawnych map katastralnych do państwowego układu „2000", opracowanie procedur numerycznych służących do estymacji współrzędnych geodezyjnych na podstawie krótkich sesji pomiarowych GPS zarejestrowanych na obszarze ograniczonym punktami sieci ASG/EUPOS, statystyczno-porównawcza analiza wykorzystania materiałów byłego katastru austriackiego dla potrzeb regulacji stanu prawnego nieruchomości.
