Ⅰ 物理有哪些理論
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1.理論物理(Theoretical
Physics
)是從理論上探索自然界未知的物質結構、相互作用和物質運動的基本規律的學科。理論物理的研究領域涉及粒子物理與原子核物理、統計物理、凝聚態物理、宇宙學等,幾乎包括物理學所有分支的基本理論問題。
粒子物理學是研究物質微觀結構及基本相互作用規律的物理學前沿學科。粒子物理理論作為量子場的基本理論,取得了極大的成功。粒子物理標准模型的建立是二十世紀物理學的重大成就之一,它能統一描述目前人類已知的最小"粒子"(誇克、輕子、光子、膠子、中間玻色子、Higgs
粒子)的性質及強、電、弱三種基本相互作用。粒子物理學有許多研究方向,例如:強子物理、重味物理、輕子物理、中微子物理、標准模型精確檢驗、對稱性和對稱性破壞、標准模型擴展等等。
Ⅱ 理論物理有哪些方向的知識
理論物理(Theoretical Physics )是從理論上探索自然界未知的物質結構、相互作用和物質運動的基本規律的學科。理論物理的知識體系發源於近代歐洲在十五、六世紀的思想革命時期。理論物理的研究領域涉及粒子物理與原子核物理、統計物理、凝聚態物理、宇宙學等,幾乎包括物理學所有分支的基本理論問題。理論物理一方面探索基本粒子的運動規律,同時也探索各種復雜條件下物理規律的表現形式。
物理學是人類現代文明的重要組成部分,它伴隨著文明的進步而不斷發展,是人類的物質創造和精神思考的成果,同時它強有力地推動了人類文明進一步發展。可以說,物理學是現代人類社會最重要的塑造力量之一,它不僅是各種宏偉的、精密的物質成果的直接基礎,而且深刻地影響了人類的哲學觀點、政治觀點、經濟和文化活動方式,重塑了人類對自身和對宇宙的認識。理論物理學作為物理學的重要分支起著基礎作用,其功能和意義不僅完全具備上述的各個方面,而且具有自身的特點。
理論物理的知識體系發源於近代歐洲在十五、六世紀的思想革命時期。哥白尼首先提出「日心說」挑戰宗教神學體系,開創現代天文學;與哥白尼同時代的開普勒再接再厲,以嚴謹的數學語言對「日心說」做出了正確的、完整的描述,為這個理論奠定了更堅實的基礎。伽利略承前啟後,創立了現代自然科學研究的方法:對物理理象進行實驗研究並把實驗的方法與數學方法、邏輯論證相結合。愛因斯坦曾經評價伽利略的科學研究方法是人類思想史上最偉大的成就之一,是物理學的真正開端。
Ⅲ 理論物理有哪些研究方向
主要研究方向
1、高溫超導體機理、BEC理論及自旋電子學相關理論研究。
2、凝聚態理論;
3、原子分子物理、量子光學和量子信息理論;
4、統計物理和數學物理。
5、凝聚態物理理論、計算材料、納米物理理論
6、自旋電子學,Kondo效應。
7、凝聚態理論、第一原理計算、材料物性的大規模量子模擬。
8、玻色-愛因斯坦凝聚, 分子磁體, 表面物理,量子混沌。
凝聚態物理
主要研究方向
1、非常規超導電性機理,混合態特性和磁通動力學。
(1)高溫超導體輸運性質,超導對稱性和基態特性研究。
(2)超導體單電子隧道譜和Andreev反射研究。
(3)新型Mott絕緣體金屬-絕緣基態相變和可能超導電性探索。
(4)超導體磁通動力學和渦旋態相圖研究。
(5)新型超導體的合成方法、晶體結構和超導電性研究。
2、高溫超導體電子態和異質結物理性質研究
(1)高溫超導體和相關氧化物功能材料薄膜和異質結的生長的研究。
(2)鐵電體極化場對高溫超導體輸運性質和超導電性的影響的研究。
(3)高溫超導體和超大磁電阻材料異質結界面自旋極化電子隧道效應的研究。
(4)強關聯電子體系遠紅外物性的研究。
3、新型超導材料和機制探索
(1)銅氧化合物超導機理的實驗研究
(2)探索電子—激子相互作用超導體的可能性
(3)高溫超導單晶的紅外浮區法制備與物理性質研究
4、氧化物超導和新型功能薄膜的物理及應用研究
(1)超導/介電異質薄膜的制備及物性應用研究
(2)超導及氧化物薄膜生長和實時RHEED觀察
(3)超導量子器件的研究和應用
(4)用於超導微波器件的大面積超導薄膜的研製
5、超導體微波電動力學性質,超導微波器件及應用。
6、原子尺度上表面納米結構的形成機理及其輸運性質
(1)表面生長的動力學理論;
(2)表面吸附小系統(生物分子,水和金屬團簇)原子和電子結構的第一性原理計算;
(3)低維體系的電子結構和量子輸運特性 (如自旋調控、新型量子尺寸效應等)。. 7、III-V族化合物半導體材料及其低維量子結構制備和新型器件探索
(1)寬禁帶化合物(In/Ga/AlN,ZnMgO)半導體及其低維量子結構生長、物性、微結構以及相互關系的研究,寬禁帶化合物半導體新型微電子、光電子器件探索;
(2)砷化鎵基、磷化銦基新型低維異質結材料的設計、生長、物性研究及其新型微電子/光電子器件探索;
(3)SiGe/Si應變層異質結材料的制備及物性研究。
8、新穎能源和電子材料薄膜生長、物性和器件物理
(1)納米太陽能轉換材料制備和器件研製;
(2)納米金剛石薄膜、碳氮納米管/硼碳氮納米管的CVD、PVD制備和場發射及發光性質研究;
(3)負電親和勢材料的探索與應用研究;
(4)納米硅基發光材料的制備與物性研究;
(5)有序氧化物薄膜制備和催化性質。
9、低維納米結構的控制生長與量子效應
(1)極低溫強磁場雙探針掃描隧道顯微學和自旋極化掃描隧道顯微學;
(2)半導體/金屬量子點/線的外延生長和原子尺度控制;
(3)低維納米結構的輸運和量子效應;
(4)半導體自旋電子學和量子計算;
(5)生物、有機分子自組裝現象、單分子化學反應和納米催化。
10、生物分子界面、激發態及動力學過程的理論研究
(1)生物分子體系內部以及生物分子-固體界面(主要包括氧化物表面、模擬的細胞表面和離子通道結構)的相互作用的第一原理計算和經典分子動力學模擬;
(2)界面的幾何結構、電子結構、輸運性質及對生物特性的影響;
(3)納米結構的低能激發態、光吸收譜、電子的激發、馳豫和輸運過程的研究,電子-原子間的能量轉換和耗散以及飛秒到皮 秒時段的含時動力學過程的研究。
11、表面和界面物理
(1)表面原子結構、電子結構和表面振動;
(2)表面原子過程和界面形成過程;
(3)表面重構和相變;
(4)表面吸附和脫附;
(5)表面科學研究的新方法/技術探索。
12、自旋電子學;
13、磁性納米結構研究;
14、新型稀土磁性功能材料的結構與物性研究;
15、磁性氧化物的結構與物性研究;
16、磁性物質中的超精細相互作用;
17、凝聚態物質中結構與動態的中子散射研究;
18、智能磁性材料和金屬間化合物單晶的物性研究;
19、分子磁性研究;
20、磁性理論。
21、納米材料和介觀物理
研究內容:
發展納米碳管及其它一維納米材料陣列體系的制備方法;模板生長和可控生長機理研究;界面結構,譜學分析和物性研究;納米電子學材料的設計、制備,納米電子學基本單元器件物理。
22、無機材料的晶體結構,相變和結構-性能的關系
研究內容:
在材料相圖相變研究的基礎上,探索合成新型功能材料,為先進材料的合成和性能優化提供科學依據;在晶體結構測定的基礎上,探討材料結構-性能之間的內在聯系,從晶體結構的微觀角度闡明先進材料物理性質的機制,設計合成具有特定
Ⅳ 物理學的經典理論是什麼
物理學的經典理論是指19世紀末20世紀初之前的、以牛頓力學、熱力學和麥克斯韋電磁理論為核心的物理體系.
1900年普朗克提出量子論、1905年愛因斯坦發表狹義相對論後,才逐漸發展起來以量子力學和相對論為兩大支柱的近代物理體系.
Ⅳ 物理學五大理論是哪五大
1.牛頓力學
(Mechanics)研究物體機械運動的基本規律及關於時空相對性的規律
2.電磁學
(Electromagnetism)研究電磁現象,物質的電磁運動規律及電磁輻射等規律
3.熱力學
(Thermodynamics)研究物質熱運動的統計規律及其宏觀表現
4.相對論
(Relativity)研究物體的高速運動效應以及相關的動力學規律
5.量子力學
(Quantum
mechanics)研究微觀物質運動現象以及基本運動規律
Ⅵ 物理力學界著名的理論都有什麼
【力學】
物理學的一個分支學科。它是研究物體的機械運動和平衡規律及其應用的。力學可分為靜力學、運動學和動力學三部分。靜力學是以討論物體在外力作用下保持平衡狀態的條件為主。運動學是撇開物體間的相互作用來研究物體機械運動的描述方法,而不涉及引起運動的原因。動力學是討論質點系統所受的力和壓力作用下發生的運動兩者之間的關系。力學也可按所研究物體的性質分為質點力學、剛體力學和連續介質力學。連續介質通常分為固體和流體,固體包括彈性體和塑性體,而流體則包括液體和氣體。
16世紀到17世紀間,力學開始發展為一門獨立的、系統的學科。伽利略通過對拋體和落體的研究,提出慣性定律並用以解釋地面上的物體和天體的運動。17世紀末牛頓提出力學運動的三條基本定律,使經典力學形成系統的理論。根據牛頓三定律和萬有引力定律成功地解釋了地球上的落體運動規律和行星的運動軌道。此後兩個世紀中在很多科學家的研究與推廣下,終於成為一門具有完善理論的經典力學。1905年,愛因斯坦提出狹義相對論,對於高速運動物體,必須用相對力學來代替經典力學,因為經典力學不過是物體速度遠小於光速的近似理論。20世紀20年代量子力學得到發展,它根據實物粒子和光子具有粒子和波動的雙重性解釋了經典力學不能解釋的微觀現象,並且在微觀領域給經典力學限定了適用范圍。
【經典力學】
經典力學的基本定律是牛頓運動定律或與牛頓定律有關且等價的其它力學原理,它是20世紀以前的力學,有兩個基本假定:其一是假定時間和空間是絕對的,長度和時間間隔的測量與觀測者的運動無關,物質間相互作用的傳遞是瞬時到達的;其二是一切可觀測的物理量在原則上可以無限精確地加以測定。20世紀以來,由於物理學的發展,經典力學的局限性暴露出來。如第一個假定,實際上只適用於與光速相比的低速運動情況。在高速運動情況下,時間和長度不能再認為與觀測者的運動無關。第二個假定只適用於宏觀物體。在微觀系統中,所有物理量在原則上不可能同時被精確測定。因此經典力學的定律一般只是宏觀物體低速運動時的近似定律。
【牛頓力學】
它是以牛頓運動定律為基礎,在17世紀以後發展起來的。直接以牛頓運動定律為出發點來研究質點系統的運動,這就是牛頓力學。它以質點為對象,著眼於力的概念,在處理質點系統問題時,須分別考慮各個質點所受的力,然後來推斷整個質點系統的運動。牛頓力學認為質量和能量各自獨立存在,且各自守恆,它只適用於物體運動速度遠小於光速的范圍。牛頓力學較多採用直觀的幾何方法,在解決簡單的力學問題時,比分析力學方便簡單。
【分析力學】
經典力學按歷史發展階段的先後與研究方法的不同而分為牛頓力學及分析力學。1788年拉格朗日發展了歐勒·達朗伯等人的工作,發表了「分析力學」。分析力學處理問題時以整個力學系統作為對象,用廣義坐標來描述整個力學系統的位形,著眼於能量概念。在力學系統受到理想約束時,可在不考慮約束力的情況下來解決系統的運動問題。分析力學較多採用抽象的分析方法,在解決復雜的力學問題時顯出其優越性。
【理論力學】
是力學與數學的結合。理論力學是數學物理的一個組成部分,也是各種應用力學的基礎。它一般應用微積分、微分方程、矢量分析等數學工具對牛頓力學作深入的闡述並對分析力學作系統的介紹。由於數學更深入地應用於力學這個領域,使力學更加理論化。
【運動學】
用純粹的解析和幾何方法描述物體的運動,對物體作這種運動的物理原因可不考慮。亦即從幾何方面來研究物體間的相對位置隨時間的變化,而不涉及運動的原因。
【動力學】
討論質點系統所受的力和在力作用下發生的運動兩者之間的關系。以牛頓定律為基礎,根據不同的需要提出了各種形式的動力學基本原理,如達朗伯原理、拉格朗日方程、哈密頓原理,正則方程等。根據系統現時狀態以及內部各部分間的相互作用和系統與它周圍環境之間的相互作用可預言將要發生的運動。
【彈性力學】
它是研究彈性體內由於受到外力的作用或溫度改變等原因而發生的應力,形變和位移的一門學科,故又稱彈性理論。彈性力學通常所討論的是理想彈性體的線性問題。它的基本假定是:物體是連續、均勻和各向同性的;物體是完全彈性體;在施加負載前,體內沒有初應力;物體的形變十分微小。根據上述假定,對應力和形變關系而作的數學推演常稱為數學彈性力學。此外還有應用彈性力學。如物體形變不是十分微小,可用非線性彈性理論來研究。若物體內部應力超過了彈性極限,物體將進入非完全彈性狀態。此時則必須用塑性理論來研究。
【連續介質力學】
它是研究質量連續分布的可變形物體的運動規律,主要討論一切連續介質普遍遵從的力學規律。例如,質量守恆、動量和角動量定理、能量守恆等。彈性體力學和流體力學有時綜合討論稱為連續介質力學。
【力】
物體之間的相互作用稱為「力」。當物體受其他物體的作用後,能使物體獲得加速度(速度或動量發生變化)或者發生形變的都稱為「力」。它是物理學中重要的基本概念。在力學的范圍內,所謂形變是指物體的形狀和體積的變化。所謂運動狀態的變化指的是物體的速度變化,包括速度大小或方向的變化,即產生加速度。力是物體(或物質)之間的相互作用。一個物體受到力的作用,一定有另一個物體對它施加這種作用,前者是受力物體,後者是施力物體。只要有力的作用,就一定有受力物體和施力物體。平常所說,物體受到了力,而沒指明施力物體,但施力物體一定是存在的。不管是直接接觸物體間的力,還是間接接觸的物體間的力作用;也不管是宏觀物體間的力作用,還是微觀物體間的力作用,都不能離開物體而單獨存在的。力的作用與物質的運動一樣要通過時間和空間來實現。而且,物體的運動狀態的變化量或物體形態的變化量,取決於力對時間和空間的累積效應。根據力的定義,對任何一個物體,力與它產生的加速度方向相同,它的大小與物體所產生的加速度成正比。且兩力作用於同一物體所產生的加速度,是該兩力分別作用於該物體所產生的加速度的矢量和。
力是一個矢量,力的大小、方向和作用點是表示力作用效果的重要特徵,稱它為力的三要素。力的合成與分解遵守平行四邊形法則。在國際單位制(SI)中,規定使質量為一千克的物體,產生加速度為1米/秒2的力為1牛頓,符號是N。(1千克力=9.80665牛頓。1牛頓=105達因)
力的種類很多。根據力的效果來分的有壓力、張力、支持力、浮力、表面張力、斥力、引力、阻力、動力、向心力等等。根據力的性質來分的有重力、彈力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等等。在中學階段,一般分為場力(包括重力、電場力、磁場力等),彈力(壓力、張力、拉力等),摩擦力(靜摩擦力、滑動摩擦力等)。
Ⅶ 現代高深的物理理論有哪些
弦論,膜理論,量子理論
前兩個都霍金的
還有不少吧估計
Ⅷ 什麼是物理理論
理論物理
一、學科概況
理論物理是從理論上探索自然界未知的物質結構、相互作用和物質運動的基本規律的學科。理論物理的研究領域涉及粒子物理與原子核物理、統計物理、凝聚態物理、宇宙學等,幾乎包括物理學所有分支的基本理論問題。
二、培養目標
1.博士學位 應具備堅實的理論物理基礎和廣博的現代物理知識,了解理論物理學科的現狀及發展方向,有扎實的數學基礎,熟練掌握現代計算技術,能應用現代理論物理方法處理相關學科中發現的有關理論問題。具有獨立從事科學研究的能力,具有嚴謹求實的科學態度和作風,在國際前沿方向或交錯領域中有較深入的研究,並取得有創造性的成果。至少掌握一門外國語,能熟練地閱讀本專業的外文資料,具有一定的寫作能力和進行國際學術交流的能力。畢業後可獨立從事前沿理論課題的研究,並能開辟新的研究領域。學位獲得者應能勝任高等院校、科研院所及高科技企業的教學」研究、開發和管理工作。
2.碩士學位 應有扎實的理論物理基礎和相關的背景知識,了解理論物理學科的現狀及發展方向,掌握研究物質的微觀及宏觀現象所用的模型和方法等專業理論以及相關的數學與計算方法,有嚴謹求實的科學態度和作風,具備從事前沿課題研究的能力。應較為熟練地掌握一門外國語,能閱讀本專業的外文資料。畢業後能勝任高等院校、科研院所及高科技企業的教學、研究、開發和管理工作。
三、業務范圍
1.學科研究范圍 理論物理是在實驗現象的基礎上,以理論的方法和模型研究基本粒子、原子核、原子、分子、等離子體和凝聚態物質運動的基本規律,解決學科本身和高科技探索中提出的基本理論問題。研究范圍包括粒子物理理論、原子核理論、凝聚態理論、統計物理、光子學理論、原子分子理論、等離子體理論、量子場論與量子力學、引力理論、數學物理、理論生物物理、非線性物理、計算物理等。
2.課程設置 高等量子力學、高等統計物理、量子場論、群論、規范場論、現代數學方法、計算物理、凝聚態理論、量子多體理論、粒子物理、核理論、非平衡統計物理、非線性物理、廣義相對論、量子光學、理論生物物理、天體物理、微分幾何、拓撲學等。
四、主要相關學科
粒子物理與原子核物理,原子和分子物理,凝聚態物理,等離子體物理,聲學,光學,無線電物理,基礎數學,應用數學,計算數學,凝聚態物理,化學物理,天體物理,宇宙學,材料科學,信息科學和生命科學
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目前主要研究方向:
(一)、粒子物理和量子場論
粒子物理學是研究物質微觀結構及基本相互作用規律的物理學前沿學科。粒子物理理論作為量子場的基本理論,取得了極大的成功。粒子物理標准模型的建立是二十世紀物理學的重大成就之一,它能統一描述目前人類已知的最小"粒子"(誇克、輕子、光子、膠子、中間玻色子、Higgs 粒子)的性質及強、電、弱三種基本相互作用。粒子物理學有許多研究方向,例如:強子物理、重味物理、輕子物理、中微子物理、標准模型精確檢驗、對稱性和對稱性破壞、標准模型擴展等等。
當前,該所開展的粒子物理理論研究主要圍繞粒子物理標准模型中尚未解決的一些基本問題和有關實驗所暗示的新物理進行。其主要內容為:電弱對稱性破缺機制,CP破壞和費米子質量起源,太陽和大氣中微子失蹤之謎以及粒子物理中的一些重要問題,量子色動力學的低能動力學,量子味動力學,手征微擾理論,重味誇克有效場論,手征對稱性和誇克禁閉,格點規范理論,重味物理,中微子物理,強子結構和性質,超高能碰撞等。研究中特別注意各種新理論和新模型,如:超對稱理論和模型,超對稱大統一模型,兩個或多個Higgs模型,味對稱規范模型。在研究方式上注重緊密與實驗結合,並以實驗為基礎,探索超出標准模型的新理論和新模型以及新的物理概念,運用和發展量子場論、群論、數學物理和計算物理等理論物理方法,開展與粒子物理前沿相關的量子場論研究。此外,重視與其他學科的交叉,開展粒子天體物理,粒子宇宙學和粒子核物理以及與粒子物理有關的超弦理論唯象學的研究。
(二)、超弦理論和場論
量子場論是研究微觀世界的基本工具,屬於重要的前沿領域,它的研究成果直接地影響理論物理許多分支領域的進展。弦理論是在量子場論基礎上發展起來的一種新的物理模型,它避免了通常場論中遇到的紫外發散等問題,是當前統一四種相互作用理論的重要嘗試。
目前該所在此方向的研究課題為:
1、量子場論及超弦理論,特別是其非微擾問題;弦理論的最新發展;
2、場論(特別是規范場論)及弦理論的數學工具,包括非對易幾何,幾何量子化等以及非對易空間上的規范場論、離散群或離散點集上規范場論、用非線性聯絡的規范場論等。
3、各種數學物理和計算物理問題;
4、低維場論,特別是與低維凝聚態物理有關的場論;
5、與粒子物理相聯系的量子場論問題;弦理論在粒子物理中的應用;
6、與引力理論相關的量子場論問題,包括源於弦理論的量子引力、黑洞熵的起源等等。
(三)、引力理論與宇宙學
愛因斯坦的廣義相對論是一個十分成功的經典引力理論,將引力量子化從而 建立一個自恰的量子引力理論是當前理論物理的一大重要任務。與廣義相對論相比,標量-張量引力論具有很強的競爭力。廣義相對論在宇宙學及天體物理中的應用(包括大爆炸宇宙模型、中子星和黑洞、引力透鏡以及引力波的預言)已取得巨大成功,但是,許多疑難問題有待解決。例如,奇性困難,暗物質的構成及其存在形式、物理性質、在宇宙中的佔有比例及其對宇宙演化的作用,物質反物質的不對稱性,宇宙常數和暗能量問題,原初核合成,宇宙早期相變過程的拓撲缺陷問題,宇宙早期暴漲模型的建立,黑洞的量子力學,引力的全息性質等。
國際上若干大型的空間和地面天文觀測裝置(包括大型望遠鏡、引力波天文台、等效原理的檢驗裝置等等)將在今後若干年內投入使用,這將對現有的宇宙學模型、引力波的預言以及等效原理的正確性提供更精確的檢驗,隨之而來的將是宇宙學和引力論的迅速發展,為理論工作提供更多獲取重要成果的機遇。
理論物理所在本方向的研究圍繞上述疑難問題開展。 (四)、凝聚態理論和計算凝聚態物理
復雜性和多樣性是多體微觀量子世界的基本特徵,對其規律性的探索是凝聚態理論研究的核心。這方面的每一次突破,例如能帶論和超導的BCS理論的建立,都對量子多體物理的應用和微觀世界的認識產生了深刻的變革,其成果交叉滲透到數學、化學、材料、信息、計算機等許多學科和領域。近年來,在陶瓷材料、半導體異質結及其它低維固體材料中發現的大量反常物理現象召喚著新的電子論的誕生。對這些新的物理現象的研究是該所研究人員的一個中心任務,主要的研究方向包括:
量子Hall效應、高溫超導電性、巨磁阻等強關聯系統的物理機理、量子液體及量子臨界現象;
量子多體理論方法,特別是數值計算的方法的探索和應用。計算方法包括密度矩陣重整化群、量子蒙特-卡羅計算、從頭計算等;
量子點、線、碳管等納米材料、半導體材料或結構中的非平衡量子輸運及自旋電子學;
格點系統中的量子反散射與可積問題研究。
(五)、統計物理與理論生命科學
統計物理學研究方法極為普遍,研究對象廣泛,它是微觀到宏觀的橋梁,簡單到復雜的階梯,理論到應用的途徑。從生物大分子序列分析,到認識其空間結構,到理解生命活動中的物理化學過程,生命科學提出了大量富有挑戰性的統計物理問題。這些問題的研究將深化對生命現象本質的認識,同時也將促進統計物理學本身的發展。
該所過去在本研究方向上重點開展了相變理論與臨界現象、非線性動力學等方面的研究,目前研究重點集中在有限系統臨界現象、重整化群方法、生物大分子序列分析以及生物體系中的輸運問題等方面,探討由生命科學激發的具有普遍意義的統計物理問題。生物信息學研究是本方向的熱點,該所研究人員與北京華大基因研究中心有很密切的合作關系,在水稻基因組研究工作中已作出重要創新性成果。
(六)、理論生物物理
雙親分子膜是凝聚態物理軟物質,或者叫復雜流體的前沿研究對象,是物理、化學、生物學交叉學科的研究課題。該所研究人員主要是運用微分幾何方法,以液晶為模型,研究雙親分子膜的形狀及其相變問題,已作出一組有國際影響的工作。現在本方向的研究正在向單分子膜、生物大分子與它們的生物功能聯系(DNA單分子彈性、蛋白質折疊等)的理論探索擴展。
(七)、原子核理論
從20世紀九十年代中期開始到本世紀初的十年內,國際上先後有一批超大型核物理實驗裝置投入運行,如TJNAF(CEBAF),RIB,RHIC 等等,核物理的發展進入了一個新階段。這些新的巨型裝置為從更深入的層次上研究核子-核子相互作用、核內的短程行為和核結構、各種極端條件下的核現象、核性質和多體理論方法提供了很好的機遇。在未來十年中,該所的研究人員將集中力量開展超重元素的性質及其合成途徑,極端條件下的原子核結構,核天體物理及核內誇克效應等方面的研究,以求得對原子核運動規律的新認識。
(八)、量子物理、量子信息和原子分子理論
目前高技術的發展使得以前無法得到的極端物理條件(如極端強場、超低溫度和可控的介觀尺度)在實驗室中得以實現。在這些特殊條件下,物質與光場的相互作用過程會呈現出一系列全新的物理現象,使得人們能重新認識物理學基本問題,導致新興學科分支(如量子信息)的建立。
量子信息是以量子力學基本原理為基礎、充分利用量子相乾的獨特性質(量子並行和量子糾纏),探索以全新的方式進行計算、編碼和信息傳輸的可能性,為突破晶元元件尺度的極限提供新概念、新思路和新途徑。量子力學與信息科學結合,充分顯示了學科交叉的重要性,可能會導致信息科學觀念和模式的重大變革。該所本方向的研究將基於量子物理基本問題的理論和最新實驗的結合, 鼓勵學科間的交叉滲透。發揮理論物理對量子信息研究具有前瞻性和指導性的作用,瞄準國際前沿,立足思想創新、探索和解決當前量子信息前沿領域的關鍵理論性問題。
目前該所在此方向上的研究課題主要為:
1.量子測量和量子開系統的基本問題:包括量子系統與經典系統相互作用,量子到經典過渡的基本模型,微觀信息宏觀提取的理論機制,量子耗散和量子退相干理論;也包括發展和應用實際的量子測量理論,探討提高探測量子態效率的可能性。
2. 特殊量子態的基本特性。包括研究各種宏觀量子態(原子玻色-愛因斯坦凝聚和原子激光,介觀電流,微腔激子-極化子)的基本特性和運動規律,並探索它們作為量子信息載體的可能性.也包括超冷囚禁原子、分子系統與受限光場的相互作用,如腔量子電動力學和原子光學。
3.量子信息方案的物理基礎。包括演化過程的動力學控制、糾纏態的度量,多粒態的局域制備和純化、已知量子態遠程制備和未知量子態遠程傳輸。還包括提出新的量子演算法、量子編碼和量子糾錯的新型方案,研究量子信息中的計算復雜性理論和相應的各種數學物理問題。
4. 強場中的原子分子運動。主要興趣集中在強磁場和強激光場中原子分子的動力學行為,其中,許多全新的實驗現象要求發展處理非微擾問題的嶄新概念和方法。這方面的研究對揭示混沌體系的動力學和利用外場控制分子、原子過程有著重要意義。
(九)、計算物理
辛演算法和保結構演算法是我國著名數學家馮康及其學派在80年代中期系統提出、並完善和發展起來的。他們在這個領域的工作不僅一直領先,而且在計算數學領域佔有非常重要的地位並取得了國際上的公認。在計算數學和計算物理中,引入保持所計算的Hamilton系統的辛結構,或者對於接觸系統等保持系統有關的幾何結構的思想非常重要。最近,國際上沿著保結構的思想,有關領域又有新的進展。比如多辛演算法和李群演算法的提出等等,它們分別是保持無限維系統的多辛結構的演算法和系統李群對稱性的演算法。
該所在本研究方向上研究辛演算法、多辛演算法等各種保結構演算法 及其在物理中的應用。
Ⅸ 關於物理理論的專業有哪些
牛頓與愛因斯坦的物理理論並沒有沖突,因為牛頓的物理理論的適用范圍是宏觀世界,愛因斯坦的物理理論的適用范圍是微觀世界,它們相輔想承,分別解決不同領域的問題,它們的共同存在是物理學進步的標志之一。