物理科学科は、超伝導技術の実用化、高エネルギー天体の観測とモデリング、生物分子の1分子観測、原子状態と電磁波との相互作用などの研究分野を得意としています。これから重要になる生命科学の研究分野では、理論や数値解析にも力を注いでいます。マクロな物理学として地震や摩擦現象の研究も行っています。歴史的には物理学の研究手法は、理論と実験に分かれていました。しかし、現在では、シミュレーションツールの発達や多彩な実験装置の市販により、その境界がなくなりつつあります。物理科学科の教育においては、理論としてのモデリングから実験装置の物理学的原理まで、両方の手法を学ぶことを目的としています。そして4年次より科学の研究に従事します。具体的には、物性では、超伝導物質の探索から実用化まで、そのメカニズムにおいては、磁性との関係の解明などを研究課題としています。原子物理では原子や分子に着目して、マイクロ波や可視光と原子の相互作用、生物物理では細胞内の分子の運動の可視化による１分子観測から、統計的に集団としての高分子同士の相互作用を基盤とした生命現象の理解などを研究しています。摩擦や地震の研究も理論的モデリングだけではなく、現実的な実験モデルも用いています。宇宙物理の領域では、特にx線・γ線などの高エネルギーの測定装置の開発、観測、そして解析を中心に、ブラックホールや超新星爆発など注目度の高い天体現象の解明を目指しています。最近では重力波とこれらの電磁波との同時観測とその理論的な研究も行っています。