Catedra de Fizică atomică și nucleară acoperă cursurile, seminariile și laboratoarele la disciplinele: Fizica atomului și moleculei, la anul al III-lea, la toate secțiile; Fizică nucleară și particule elementare, la anul al III-lea, semestrul al II-lea, respectiv, anul al IV-lea, semestrul I, la toate secțiile, precum și toate cursurile și laboratoarele de la 3 direcții de specializare, anume: Interacții atomice, moleculare și astrofizică, Interacții nucleare și ale particulelor elementare-ambele la anul al IV-lea, secția Fizică-și Fizică nucleară aplicată-anii al IV-lea și al V-lea, secția Fizică tehnologică. Acestor cursuri de specialitate le sunt adăugate un număr de cursuri de Programare și metode numerice pentru anii I și al II-lea, la toate secțiile facultății.
n cadrul catedrei există secțiile de masterat și studii aprofundate asociate direcțiilor de specialitate menționate, anume: Interacții atomice, moleculare și astrofizică, Interacții nucleare și ale particulelor elementare și Fizică nucleară aplicată. Ele au durata de 1 an și jumătate, pentru direcțiile asociate secției de Fizică și de 1 an pentru cea asociată direcției de Fizică tehnologică. Aceste direcții de masterat și studii aprofundate pregătesc specialiști în domenii de vârf ale fizicii, unele din ele având caracter de unicat în țară.
Facultatea de Fizică a Universității din București este singura facultate din țară care permite, prin pachetul de cursuri opționale din anii al IV-lea și al V-lea și prin forma de studii aprofundate, specializarea în domeniul Fizicii nucleare aplicate. Pregătirea studenților este asigurată de un corp profesoral care desfășoară activități de cercetare recunoscute pe plan internațional și are colaborări cu instituții de prestigiu (NEA DB Paris, IAEA Viena, IRMM Geel, PTB Braunschweig, LNHB Saclay, etc.).
Prin structura și calitatea cunoștințelor transmise, absolvenții acestei direcții de specializare sunt formați ca foarte buni specialiști în acest domeniu. Acest lucru este cu atât mai important în prezent, când comunitatea internațională a fizicienilor nucleariști se confruntă cu stabilirea unei noi strategii pentru relansarea programelor de energetică nucleară, extrem de importante în contextul crizelor energetice actuale, care nu se mai bazează pe criterii exclusiv economice, ci pe o analiză globală a problemelor legate de securitate, utilizarea resurselor, depozitarea și tratarea deșeurilor radioactive, impactul asupra mediului, riscul proliferării armelor nucleare, dozele publice și operaționale, lipsa emisiei bioxidului de carbon, susținerea publică și politică. Importanța și gravitatea acestor aspecte economice, politice, sociale și ecologice impune găsirea unor răspunsuri competente și responsabile și asigurarea pregătirii la cel mai înalt nivel a specialiștilor care să poată da aceste răspunsuri.
Tematica cursurilor propuse acoperă toate cunoștințele necesare unui inginer fizician nuclearist, și anume: metode experimentale, sisteme de achiziție a datelor (detecție și electronică asociată); metode de prelucrare, calcul, simulare și evaluare; modele de structură și interacție nucleară, spectroscopie nucleară, reacții de fisiune și fuziune nucleară; aplicații ale radiațiilor nucleare, fizica reactorilor nucleari, radioactivitatea mediului, dozimetrie, radioprotecție și management nuclear; coduri de calcul și baze de date nucleare.
O altă direcție de specializare care are caracter de unicat în țară este cea de Interacții nucleare și ale particulelor elementare. Cadrele didactice care lucrează în acest domeniu au dezvoltat colaborări științifice internaționale cu marile laboratoare de profil (IUCN-Dubna, CERN-Geneva, Brookhaven National Laboratory, KEK Tsukuba, RIKEN Tokyo, Jlab-SUA,etc.). Titlul obținut în urma absolvirii acestei secții este cel de fizician.
În cadrul acestei direcții de specializare există posibilitatea de a urma studii post-universitare de master cu durata de 1,5 ani. Această direcție de aprofundare are menirea de a umple un gol în sistemul de învățământ românesc, pregătind specialiști într-un domeniu foarte activ pe plan internațional. Ea oferă cadrul organizat de pregătire necesar, răspunzând atât intereselor României de implicare în circuitul științific internațional, cât și interesului manifestat de studenți pentru acest domeniu. Temele abordate în cadrul acestei specializări sunt: modele nucleare și mecanisme de reacție, simetrii și legi de conservare în fizica particulelor elementare, fizica nucleară relativistă, electrodinamica și cromodinamica cuantică, cosmologie și fizica energiilor înalte, reacții de două și de trei corpuri, modelul standard, tranziții de fază în materia nucleară, stări și procese neconvenționale ale materiei nucleare la energii mari, reacții cu ioni grei, spectroscopia hadronilor, metode experimentale, achiziție de date și elemente de electronică nucleară, prelucrarea imaginilor în detectori cu vizualizare și rețele neuronale, de dozimetrie, radioprotecție și radioecologie.
O altă direcție de specializare oferită de catedra de Fizică Atomică și Nucleară este Fizica atomului, moleculei și astrofizica. Titlul obținut în urma absolvirii acestei secții este cel de fizician. În cadrul acestei direcții de specializare există posibilitatea de a urma studii post-universitare de master cu durata de 1,5 ani.
Dintre colaborările internaționale cu grupuri de specialiști în domeniu, le amintim pe cele cu universitățile Paris-Sud (Paris XI) și Paris VI din Franța, Institutul AMOLF din Amsterdam, Universitatea Liberă din Bruxelles, ș.a.
Fizica atomului și moleculei poate și trebuie privită ca o știință de frontieră cu mari implicații în biofizică, chimie, biochimie, fizica stării condensate și fizica materialelor, fizica teoretică, astrofizică și cosmologie, fizica suprafeței, etc. Au apărut noi mijloace experimentale de mare rezoluție și sensibilitate.
Câteva din problemele la modă ale Fizicii atomice actuale sunt: procesele multifotonice și neliniare în câmpuri electromagnetice intense, atomi în stare suprarăcită, capcane atomice și comportarea atomilor individuali izolați în astfel de capcane, comportarea neadiabatică și neperturbativă în câmpuri foarte intense, studiul clusterilor moleculari puțin stabili cu implicații în Astrofizică, procese atomice și moleculare asistate, de suprafață, etc.
În titulatura acestor studii apare și domeniul astrofizicii, datorită faptului că marea majoritate a proceselor elementare din spațiul cosmic privesc sisteme atomice, moleculare și nucleare. În plus, spațiul extraterestru reprezintă un laborator sui generis pentru procese atomice și moleculare ce nu se pot efectua pe Pământ.
Principalele probleme abordate în pachetele de cursuri propuse sunt: interacții și sisteme moleculare, metode atomice și moleculare de analiză, spectroscopie de rezonanță magnetică, metode de calcul și modele în fizica atomului și moleculei, ciocniri atomice și moleculare, atomi și molecule în câmpuri electromagnetice intense, procese atomice și moleculare la suprafață, astrofizica, fizica soarelui și a spațiului proximal.