우리대학 물리과 교수 중 절반은 응집물질물리학(condensed matter physics)을 전공하고 있다. 이는 응집물질의 전자기적, 구조적, 동적 물성을 연구하는 분야이며 신소재, 철강 등의 분야로 확장될 수 있다. 기존 물리과의 주요 연구 분야이고 국내에서는 최고 수준으로 평가받고 있으며, 세계 정상에 오르기 위한 연구를 계속하고 있다.
이와 더불어 현재 물리과가 기획하고 있는 발전 전략으로는, 기존에 다른 축으로 성장해온 생물물리학(biophysics)과 양자광학(quantum optics)을 결합하여 국제적 경쟁력을 제고하는 계획이 있다. 특히 올해 말 완공되는 4세대 방사광가속기(PAL-XFEL)를 이용하여 살아있는 세포의 동적 현상을 실시간으로 관측하는 연구가 이루어질 예정이다. 4세대 방사광가속기는 3세대와는 달리 결이 맞는 가간섭성 빛을 낼 수 있고 3세대보다 최대 100억 배 밝은 광원을 갖고 있어, 단백질을 결정화하지 않고도 분석할 수 있는 장치이다. 물리과는 이를 이용한 신물질ㆍ신소재 분석을 통해 원천기술 확보뿐 아니라 다양한 산업발전에 기여할 계획이다.
이 두 축과 더불어 물리과에서 특화되는 강소 연구 분야로는 플라즈마, 레이저, 입자물리학 등이 있다. 물리과는 앞으로 10년 이내에 북미권 최상위 10개 대학, 전세계의 20개 대학 이내의 연구경쟁력을 확보하는 것을 목표로 하고 있으며, 학계의 여러 지표를 비추어볼 때 이 목표를 달성할 수 있을 것으로 내다보고 있다.
물리과는 우리대학의 학과 중에서도 외부 기관과의 연계가 특히 긴밀하게 이루어지고 있다. 대표적으로 아태이론물리센터(ATPCP), 막스플랑크한국/포스텍연구소(MPK)와의 공동연구가 진행되고 있으며 앞으로도 협력을 강화할 계획이다. 대외적으로도 국내외 대학 및 연구소, 산업체와의 국제협력을 위한 방문, 기술 연수가 이루어지고 있다. 대표적으로는 일본의 SPring-8(4세대 방사광가속기) 등과 함께하는 국제연구를 진행하고 있으며, 대학원생이 직접 공동 실험연구를 수행함으로써 현장의 지식들을 배워오고 있다.
물리과는 물리학을 좋아하는 소신 있는 학생들이 좋은 교육을 통해 비범한 학생들이 될 수 있도록 학과 차원의 노력을 지속하고 있으며, 다양한 분야에서 리더가 될 수 있는 학생을 양성하고 있다. 또한 융합 연구를 주도적으로 수행하기 위한 창의력과 커뮤니케이션 능력을 강조하고 있다.