統(tǒng)計物理學是研究大量相互作用物體的行為的物理學領域。傳統(tǒng)上，這些對象是原子、分子、磁自旋或液體體積，但近幾十年來，統(tǒng)計物理學家一直在研究許多其他類型的相互作用 "對象 "群，如生態(tài)系統(tǒng)中的物種、金融市場中的交易者、心臟和神經(jīng)組織中的化學物質、神經(jīng)回路中的電活動以及沙堆中的沙粒。統(tǒng)計物理學家利用各種數(shù)學技術，試圖描述、理解和預測集合的宏觀行為(如物質相、傳輸或結構特性、空間或時間模式等)，而無需詳細了解每個物體的行為。對于處于平衡狀態(tài)或接近平衡狀態(tài)的集合體來說，大部分行為都已被很好地理解;然而，對于遠離平衡狀態(tài)的粒子集合體(例如，當能量的輸入和輸出在每個時刻都不平衡時)來說，支配這些行為的基本規(guī)則仍在探索之中。

在喬治城，正在利用實驗、計算和理論研究各種經(jīng)典和量子系統(tǒng)。我們的大部分工作都涉及試圖理解遠離平衡或受到強加的無序狀態(tài)的情況。我們的研究對象非常廣泛，包括原子、磁自旋、生物聚合物、生物細胞、顆粒材料、膠體、流體以及神經(jīng)回路中的電活動。

Emanuela Del Gado - 統(tǒng)計力學和計算物理學;無定形固體、凝膠和玻璃的結構、協(xié)同動力學和非線性力學;水泥凝膠的納米級結構和力學;納米顆粒和纖維在液體界面的自組裝;生物仿生涂層和組織力學。

Rhonda Dzakpasu - 體外神經(jīng)系統(tǒng)的時空模式形成、細胞外多電極陣列記錄、神經(jīng)網(wǎng)絡中相干活動的計算建模、非線性數(shù)據(jù)分析方法的開發(fā)

David Egolf - 非平衡動態(tài)系統(tǒng)的統(tǒng)計物理學，包括流體、顆粒介質、心臟和神經(jīng)組織以及生物聚合物網(wǎng)絡;QCD 的有效理論。

Jim Freericks - 強相關電子(電荷和熱傳輸以及非平衡效應)、多層納米結構中的傳輸、共振非彈性 X 射線散射、光學晶格中的超冷原子(尤其是混合物、雙極分子和哈伯德模型)、本科生對量子力學的理解、學生對本專業(yè)的滿意度。

Peter Olmsted - 軟物質物理學和生物物理學：非平衡物理學、相變和(納米)力學;理論和計算機模擬;剪切帶和微流體、聚合物、彈性體、表面活性劑、膠體、液晶;蛋白質、馬達和脂質雙層膜動力學和力學。

物理學中統(tǒng)計描述的必要性

物理學中使用的統(tǒng)計學提供了宏觀與微觀之間的概念聯(lián)系。

麥克斯韋-玻爾茲曼統(tǒng)計用于描述不同能級的粒子分布與溫度的函數(shù)關系。這種統(tǒng)計方法可用于深入了解擴散等各種過程。

用統(tǒng)計方法來研究熱力學可以加深對不同概念的理解。例如，溫度可以很容易地從統(tǒng)計學角度理解為塊狀材料中原子的平均動能。

事實證明，應用統(tǒng)計學來描述布朗運動等過程，對于推導量子物理學的路徑積分公式非常有用。

統(tǒng)計學的研究為檢驗假設和估計總體數(shù)據(jù)的區(qū)間提供了一套實用工具。它構成了正確設計實驗、解釋數(shù)據(jù)和關聯(lián)信息的基礎，最終支撐著現(xiàn)代科學知識的發(fā)展。

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