Ⅰ 物理有哪些理论
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1.理论物理(Theoretical
Physics
)是从理论上探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的学科。理论物理的研究领域涉及粒子物理与原子核物理、统计物理、凝聚态物理、宇宙学等,几乎包括物理学所有分支的基本理论问题。
粒子物理学是研究物质微观结构及基本相互作用规律的物理学前沿学科。粒子物理理论作为量子场的基本理论,取得了极大的成功。粒子物理标准模型的建立是二十世纪物理学的重大成就之一,它能统一描述目前人类已知的最小"粒子"(夸克、轻子、光子、胶子、中间玻色子、Higgs
粒子)的性质及强、电、弱三种基本相互作用。粒子物理学有许多研究方向,例如:强子物理、重味物理、轻子物理、中微子物理、标准模型精确检验、对称性和对称性破坏、标准模型扩展等等。
Ⅱ 理论物理有哪些方向的知识
理论物理(Theoretical Physics )是从理论上探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的学科。理论物理的知识体系发源于近代欧洲在十五、六世纪的思想革命时期。理论物理的研究领域涉及粒子物理与原子核物理、统计物理、凝聚态物理、宇宙学等,几乎包括物理学所有分支的基本理论问题。理论物理一方面探索基本粒子的运动规律,同时也探索各种复杂条件下物理规律的表现形式。
物理学是人类现代文明的重要组成部分,它伴随着文明的进步而不断发展,是人类的物质创造和精神思考的成果,同时它强有力地推动了人类文明进一步发展。可以说,物理学是现代人类社会最重要的塑造力量之一,它不仅是各种宏伟的、精密的物质成果的直接基础,而且深刻地影响了人类的哲学观点、政治观点、经济和文化活动方式,重塑了人类对自身和对宇宙的认识。理论物理学作为物理学的重要分支起着基础作用,其功能和意义不仅完全具备上述的各个方面,而且具有自身的特点。
理论物理的知识体系发源于近代欧洲在十五、六世纪的思想革命时期。哥白尼首先提出“日心说”挑战宗教神学体系,开创现代天文学;与哥白尼同时代的开普勒再接再厉,以严谨的数学语言对“日心说”做出了正确的、完整的描述,为这个理论奠定了更坚实的基础。伽利略承前启后,创立了现代自然科学研究的方法:对物理理象进行实验研究并把实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合。爱因斯坦曾经评价伽利略的科学研究方法是人类思想史上最伟大的成就之一,是物理学的真正开端。
Ⅲ 理论物理有哪些研究方向
主要研究方向
1、高温超导体机理、BEC理论及自旋电子学相关理论研究。
2、凝聚态理论;
3、原子分子物理、量子光学和量子信息理论;
4、统计物理和数学物理。
5、凝聚态物理理论、计算材料、纳米物理理论
6、自旋电子学,Kondo效应。
7、凝聚态理论、第一原理计算、材料物性的大规模量子模拟。
8、玻色-爱因斯坦凝聚, 分子磁体, 表面物理,量子混沌。
凝聚态物理
主要研究方向
1、非常规超导电性机理,混合态特性和磁通动力学。
(1)高温超导体输运性质,超导对称性和基态特性研究。
(2)超导体单电子隧道谱和Andreev反射研究。
(3)新型Mott绝缘体金属-绝缘基态相变和可能超导电性探索。
(4)超导体磁通动力学和涡旋态相图研究。
(5)新型超导体的合成方法、晶体结构和超导电性研究。
2、高温超导体电子态和异质结物理性质研究
(1)高温超导体和相关氧化物功能材料薄膜和异质结的生长的研究。
(2)铁电体极化场对高温超导体输运性质和超导电性的影响的研究。
(3)高温超导体和超大磁电阻材料异质结界面自旋极化电子隧道效应的研究。
(4)强关联电子体系远红外物性的研究。
3、新型超导材料和机制探索
(1)铜氧化合物超导机理的实验研究
(2)探索电子—激子相互作用超导体的可能性
(3)高温超导单晶的红外浮区法制备与物理性质研究
4、氧化物超导和新型功能薄膜的物理及应用研究
(1)超导/介电异质薄膜的制备及物性应用研究
(2)超导及氧化物薄膜生长和实时RHEED观察
(3)超导量子器件的研究和应用
(4)用于超导微波器件的大面积超导薄膜的研制
5、超导体微波电动力学性质,超导微波器件及应用。
6、原子尺度上表面纳米结构的形成机理及其输运性质
(1)表面生长的动力学理论;
(2)表面吸附小系统(生物分子,水和金属团簇)原子和电子结构的第一性原理计算;
(3)低维体系的电子结构和量子输运特性 (如自旋调控、新型量子尺寸效应等)。. 7、III-V族化合物半导体材料及其低维量子结构制备和新型器件探索
(1)宽禁带化合物(In/Ga/AlN,ZnMgO)半导体及其低维量子结构生长、物性、微结构以及相互关系的研究,宽禁带化合物半导体新型微电子、光电子器件探索;
(2)砷化镓基、磷化铟基新型低维异质结材料的设计、生长、物性研究及其新型微电子/光电子器件探索;
(3)SiGe/Si应变层异质结材料的制备及物性研究。
8、新颖能源和电子材料薄膜生长、物性和器件物理
(1)纳米太阳能转换材料制备和器件研制;
(2)纳米金刚石薄膜、碳氮纳米管/硼碳氮纳米管的CVD、PVD制备和场发射及发光性质研究;
(3)负电亲和势材料的探索与应用研究;
(4)纳米硅基发光材料的制备与物性研究;
(5)有序氧化物薄膜制备和催化性质。
9、低维纳米结构的控制生长与量子效应
(1)极低温强磁场双探针扫描隧道显微学和自旋极化扫描隧道显微学;
(2)半导体/金属量子点/线的外延生长和原子尺度控制;
(3)低维纳米结构的输运和量子效应;
(4)半导体自旋电子学和量子计算;
(5)生物、有机分子自组装现象、单分子化学反应和纳米催化。
10、生物分子界面、激发态及动力学过程的理论研究
(1)生物分子体系内部以及生物分子-固体界面(主要包括氧化物表面、模拟的细胞表面和离子通道结构)的相互作用的第一原理计算和经典分子动力学模拟;
(2)界面的几何结构、电子结构、输运性质及对生物特性的影响;
(3)纳米结构的低能激发态、光吸收谱、电子的激发、驰豫和输运过程的研究,电子-原子间的能量转换和耗散以及飞秒到皮 秒时段的含时动力学过程的研究。
11、表面和界面物理
(1)表面原子结构、电子结构和表面振动;
(2)表面原子过程和界面形成过程;
(3)表面重构和相变;
(4)表面吸附和脱附;
(5)表面科学研究的新方法/技术探索。
12、自旋电子学;
13、磁性纳米结构研究;
14、新型稀土磁性功能材料的结构与物性研究;
15、磁性氧化物的结构与物性研究;
16、磁性物质中的超精细相互作用;
17、凝聚态物质中结构与动态的中子散射研究;
18、智能磁性材料和金属间化合物单晶的物性研究;
19、分子磁性研究;
20、磁性理论。
21、纳米材料和介观物理
研究内容:
发展纳米碳管及其它一维纳米材料阵列体系的制备方法;模板生长和可控生长机理研究;界面结构,谱学分析和物性研究;纳米电子学材料的设计、制备,纳米电子学基本单元器件物理。
22、无机材料的晶体结构,相变和结构-性能的关系
研究内容:
在材料相图相变研究的基础上,探索合成新型功能材料,为先进材料的合成和性能优化提供科学依据;在晶体结构测定的基础上,探讨材料结构-性能之间的内在联系,从晶体结构的微观角度阐明先进材料物理性质的机制,设计合成具有特定
Ⅳ 物理学的经典理论是什么
物理学的经典理论是指19世纪末20世纪初之前的、以牛顿力学、热力学和麦克斯韦电磁理论为核心的物理体系.
1900年普朗克提出量子论、1905年爱因斯坦发表狭义相对论后,才逐渐发展起来以量子力学和相对论为两大支柱的近代物理体系.
Ⅳ 物理学五大理论是哪五大
1.牛顿力学
(Mechanics)研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律
2.电磁学
(Electromagnetism)研究电磁现象,物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律
3.热力学
(Thermodynamics)研究物质热运动的统计规律及其宏观表现
4.相对论
(Relativity)研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律
5.量子力学
(Quantum
mechanics)研究微观物质运动现象以及基本运动规律
Ⅵ 物理力学界着名的理论都有什么
【力学】
物理学的一个分支学科。它是研究物体的机械运动和平衡规律及其应用的。力学可分为静力学、运动学和动力学三部分。静力学是以讨论物体在外力作用下保持平衡状态的条件为主。运动学是撇开物体间的相互作用来研究物体机械运动的描述方法,而不涉及引起运动的原因。动力学是讨论质点系统所受的力和压力作用下发生的运动两者之间的关系。力学也可按所研究物体的性质分为质点力学、刚体力学和连续介质力学。连续介质通常分为固体和流体,固体包括弹性体和塑性体,而流体则包括液体和气体。
16世纪到17世纪间,力学开始发展为一门独立的、系统的学科。伽利略通过对抛体和落体的研究,提出惯性定律并用以解释地面上的物体和天体的运动。17世纪末牛顿提出力学运动的三条基本定律,使经典力学形成系统的理论。根据牛顿三定律和万有引力定律成功地解释了地球上的落体运动规律和行星的运动轨道。此后两个世纪中在很多科学家的研究与推广下,终于成为一门具有完善理论的经典力学。1905年,爱因斯坦提出狭义相对论,对于高速运动物体,必须用相对力学来代替经典力学,因为经典力学不过是物体速度远小于光速的近似理论。20世纪20年代量子力学得到发展,它根据实物粒子和光子具有粒子和波动的双重性解释了经典力学不能解释的微观现象,并且在微观领域给经典力学限定了适用范围。
【经典力学】
经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其它力学原理,它是20世纪以前的力学,有两个基本假定:其一是假定时间和空间是绝对的,长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关,物质间相互作用的传递是瞬时到达的;其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。20世纪以来,由于物理学的发展,经典力学的局限性暴露出来。如第一个假定,实际上只适用于与光速相比的低速运动情况。在高速运动情况下,时间和长度不能再认为与观测者的运动无关。第二个假定只适用于宏观物体。在微观系统中,所有物理量在原则上不可能同时被精确测定。因此经典力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定律。
【牛顿力学】
它是以牛顿运动定律为基础,在17世纪以后发展起来的。直接以牛顿运动定律为出发点来研究质点系统的运动,这就是牛顿力学。它以质点为对象,着眼于力的概念,在处理质点系统问题时,须分别考虑各个质点所受的力,然后来推断整个质点系统的运动。牛顿力学认为质量和能量各自独立存在,且各自守恒,它只适用于物体运动速度远小于光速的范围。牛顿力学较多采用直观的几何方法,在解决简单的力学问题时,比分析力学方便简单。
【分析力学】
经典力学按历史发展阶段的先后与研究方法的不同而分为牛顿力学及分析力学。1788年拉格朗日发展了欧勒·达朗伯等人的工作,发表了“分析力学”。分析力学处理问题时以整个力学系统作为对象,用广义坐标来描述整个力学系统的位形,着眼于能量概念。在力学系统受到理想约束时,可在不考虑约束力的情况下来解决系统的运动问题。分析力学较多采用抽象的分析方法,在解决复杂的力学问题时显出其优越性。
【理论力学】
是力学与数学的结合。理论力学是数学物理的一个组成部分,也是各种应用力学的基础。它一般应用微积分、微分方程、矢量分析等数学工具对牛顿力学作深入的阐述并对分析力学作系统的介绍。由于数学更深入地应用于力学这个领域,使力学更加理论化。
【运动学】
用纯粹的解析和几何方法描述物体的运动,对物体作这种运动的物理原因可不考虑。亦即从几何方面来研究物体间的相对位置随时间的变化,而不涉及运动的原因。
【动力学】
讨论质点系统所受的力和在力作用下发生的运动两者之间的关系。以牛顿定律为基础,根据不同的需要提出了各种形式的动力学基本原理,如达朗伯原理、拉格朗日方程、哈密顿原理,正则方程等。根据系统现时状态以及内部各部分间的相互作用和系统与它周围环境之间的相互作用可预言将要发生的运动。
【弹性力学】
它是研究弹性体内由于受到外力的作用或温度改变等原因而发生的应力,形变和位移的一门学科,故又称弹性理论。弹性力学通常所讨论的是理想弹性体的线性问题。它的基本假定是:物体是连续、均匀和各向同性的;物体是完全弹性体;在施加负载前,体内没有初应力;物体的形变十分微小。根据上述假定,对应力和形变关系而作的数学推演常称为数学弹性力学。此外还有应用弹性力学。如物体形变不是十分微小,可用非线性弹性理论来研究。若物体内部应力超过了弹性极限,物体将进入非完全弹性状态。此时则必须用塑性理论来研究。
【连续介质力学】
它是研究质量连续分布的可变形物体的运动规律,主要讨论一切连续介质普遍遵从的力学规律。例如,质量守恒、动量和角动量定理、能量守恒等。弹性体力学和流体力学有时综合讨论称为连续介质力学。
【力】
物体之间的相互作用称为“力”。当物体受其他物体的作用后,能使物体获得加速度(速度或动量发生变化)或者发生形变的都称为“力”。它是物理学中重要的基本概念。在力学的范围内,所谓形变是指物体的形状和体积的变化。所谓运动状态的变化指的是物体的速度变化,包括速度大小或方向的变化,即产生加速度。力是物体(或物质)之间的相互作用。一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用,前者是受力物体,后者是施力物体。只要有力的作用,就一定有受力物体和施力物体。平常所说,物体受到了力,而没指明施力物体,但施力物体一定是存在的。不管是直接接触物体间的力,还是间接接触的物体间的力作用;也不管是宏观物体间的力作用,还是微观物体间的力作用,都不能离开物体而单独存在的。力的作用与物质的运动一样要通过时间和空间来实现。而且,物体的运动状态的变化量或物体形态的变化量,取决于力对时间和空间的累积效应。根据力的定义,对任何一个物体,力与它产生的加速度方向相同,它的大小与物体所产生的加速度成正比。且两力作用于同一物体所产生的加速度,是该两力分别作用于该物体所产生的加速度的矢量和。
力是一个矢量,力的大小、方向和作用点是表示力作用效果的重要特征,称它为力的三要素。力的合成与分解遵守平行四边形法则。在国际单位制(SI)中,规定使质量为一千克的物体,产生加速度为1米/秒2的力为1牛顿,符号是N。(1千克力=9.80665牛顿。1牛顿=105达因)
力的种类很多。根据力的效果来分的有压力、张力、支持力、浮力、表面张力、斥力、引力、阻力、动力、向心力等等。根据力的性质来分的有重力、弹力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等等。在中学阶段,一般分为场力(包括重力、电场力、磁场力等),弹力(压力、张力、拉力等),摩擦力(静摩擦力、滑动摩擦力等)。
Ⅶ 现代高深的物理理论有哪些
弦论,膜理论,量子理论
前两个都霍金的
还有不少吧估计
Ⅷ 什么是物理理论
理论物理
一、学科概况
理论物理是从理论上探索自然界未知的物质结构、相互作用和物质运动的基本规律的学科。理论物理的研究领域涉及粒子物理与原子核物理、统计物理、凝聚态物理、宇宙学等,几乎包括物理学所有分支的基本理论问题。
二、培养目标
1.博士学位 应具备坚实的理论物理基础和广博的现代物理知识,了解理论物理学科的现状及发展方向,有扎实的数学基础,熟练掌握现代计算技术,能应用现代理论物理方法处理相关学科中发现的有关理论问题。具有独立从事科学研究的能力,具有严谨求实的科学态度和作风,在国际前沿方向或交错领域中有较深入的研究,并取得有创造性的成果。至少掌握一门外国语,能熟练地阅读本专业的外文资料,具有一定的写作能力和进行国际学术交流的能力。毕业后可独立从事前沿理论课题的研究,并能开辟新的研究领域。学位获得者应能胜任高等院校、科研院所及高科技企业的教学”研究、开发和管理工作。
2.硕士学位 应有扎实的理论物理基础和相关的背景知识,了解理论物理学科的现状及发展方向,掌握研究物质的微观及宏观现象所用的模型和方法等专业理论以及相关的数学与计算方法,有严谨求实的科学态度和作风,具备从事前沿课题研究的能力。应较为熟练地掌握一门外国语,能阅读本专业的外文资料。毕业后能胜任高等院校、科研院所及高科技企业的教学、研究、开发和管理工作。
三、业务范围
1.学科研究范围 理论物理是在实验现象的基础上,以理论的方法和模型研究基本粒子、原子核、原子、分子、等离子体和凝聚态物质运动的基本规律,解决学科本身和高科技探索中提出的基本理论问题。研究范围包括粒子物理理论、原子核理论、凝聚态理论、统计物理、光子学理论、原子分子理论、等离子体理论、量子场论与量子力学、引力理论、数学物理、理论生物物理、非线性物理、计算物理等。
2.课程设置 高等量子力学、高等统计物理、量子场论、群论、规范场论、现代数学方法、计算物理、凝聚态理论、量子多体理论、粒子物理、核理论、非平衡统计物理、非线性物理、广义相对论、量子光学、理论生物物理、天体物理、微分几何、拓扑学等。
四、主要相关学科
粒子物理与原子核物理,原子和分子物理,凝聚态物理,等离子体物理,声学,光学,无线电物理,基础数学,应用数学,计算数学,凝聚态物理,化学物理,天体物理,宇宙学,材料科学,信息科学和生命科学
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目前主要研究方向:
(一)、粒子物理和量子场论
粒子物理学是研究物质微观结构及基本相互作用规律的物理学前沿学科。粒子物理理论作为量子场的基本理论,取得了极大的成功。粒子物理标准模型的建立是二十世纪物理学的重大成就之一,它能统一描述目前人类已知的最小"粒子"(夸克、轻子、光子、胶子、中间玻色子、Higgs 粒子)的性质及强、电、弱三种基本相互作用。粒子物理学有许多研究方向,例如:强子物理、重味物理、轻子物理、中微子物理、标准模型精确检验、对称性和对称性破坏、标准模型扩展等等。
当前,该所开展的粒子物理理论研究主要围绕粒子物理标准模型中尚未解决的一些基本问题和有关实验所暗示的新物理进行。其主要内容为:电弱对称性破缺机制,CP破坏和费米子质量起源,太阳和大气中微子失踪之谜以及粒子物理中的一些重要问题,量子色动力学的低能动力学,量子味动力学,手征微扰理论,重味夸克有效场论,手征对称性和夸克禁闭,格点规范理论,重味物理,中微子物理,强子结构和性质,超高能碰撞等。研究中特别注意各种新理论和新模型,如:超对称理论和模型,超对称大统一模型,两个或多个Higgs模型,味对称规范模型。在研究方式上注重紧密与实验结合,并以实验为基础,探索超出标准模型的新理论和新模型以及新的物理概念,运用和发展量子场论、群论、数学物理和计算物理等理论物理方法,开展与粒子物理前沿相关的量子场论研究。此外,重视与其他学科的交叉,开展粒子天体物理,粒子宇宙学和粒子核物理以及与粒子物理有关的超弦理论唯象学的研究。
(二)、超弦理论和场论
量子场论是研究微观世界的基本工具,属于重要的前沿领域,它的研究成果直接地影响理论物理许多分支领域的进展。弦理论是在量子场论基础上发展起来的一种新的物理模型,它避免了通常场论中遇到的紫外发散等问题,是当前统一四种相互作用理论的重要尝试。
目前该所在此方向的研究课题为:
1、量子场论及超弦理论,特别是其非微扰问题;弦理论的最新发展;
2、场论(特别是规范场论)及弦理论的数学工具,包括非对易几何,几何量子化等以及非对易空间上的规范场论、离散群或离散点集上规范场论、用非线性联络的规范场论等。
3、各种数学物理和计算物理问题;
4、低维场论,特别是与低维凝聚态物理有关的场论;
5、与粒子物理相联系的量子场论问题;弦理论在粒子物理中的应用;
6、与引力理论相关的量子场论问题,包括源于弦理论的量子引力、黑洞熵的起源等等。
(三)、引力理论与宇宙学
爱因斯坦的广义相对论是一个十分成功的经典引力理论,将引力量子化从而 建立一个自恰的量子引力理论是当前理论物理的一大重要任务。与广义相对论相比,标量-张量引力论具有很强的竞争力。广义相对论在宇宙学及天体物理中的应用(包括大爆炸宇宙模型、中子星和黑洞、引力透镜以及引力波的预言)已取得巨大成功,但是,许多疑难问题有待解决。例如,奇性困难,暗物质的构成及其存在形式、物理性质、在宇宙中的占有比例及其对宇宙演化的作用,物质反物质的不对称性,宇宙常数和暗能量问题,原初核合成,宇宙早期相变过程的拓扑缺陷问题,宇宙早期暴涨模型的建立,黑洞的量子力学,引力的全息性质等。
国际上若干大型的空间和地面天文观测装置(包括大型望远镜、引力波天文台、等效原理的检验装置等等)将在今后若干年内投入使用,这将对现有的宇宙学模型、引力波的预言以及等效原理的正确性提供更精确的检验,随之而来的将是宇宙学和引力论的迅速发展,为理论工作提供更多获取重要成果的机遇。
理论物理所在本方向的研究围绕上述疑难问题开展。 (四)、凝聚态理论和计算凝聚态物理
复杂性和多样性是多体微观量子世界的基本特征,对其规律性的探索是凝聚态理论研究的核心。这方面的每一次突破,例如能带论和超导的BCS理论的建立,都对量子多体物理的应用和微观世界的认识产生了深刻的变革,其成果交叉渗透到数学、化学、材料、信息、计算机等许多学科和领域。近年来,在陶瓷材料、半导体异质结及其它低维固体材料中发现的大量反常物理现象召唤着新的电子论的诞生。对这些新的物理现象的研究是该所研究人员的一个中心任务,主要的研究方向包括:
量子Hall效应、高温超导电性、巨磁阻等强关联系统的物理机理、量子液体及量子临界现象;
量子多体理论方法,特别是数值计算的方法的探索和应用。计算方法包括密度矩阵重整化群、量子蒙特-卡罗计算、从头计算等;
量子点、线、碳管等纳米材料、半导体材料或结构中的非平衡量子输运及自旋电子学;
格点系统中的量子反散射与可积问题研究。
(五)、统计物理与理论生命科学
统计物理学研究方法极为普遍,研究对象广泛,它是微观到宏观的桥梁,简单到复杂的阶梯,理论到应用的途径。从生物大分子序列分析,到认识其空间结构,到理解生命活动中的物理化学过程,生命科学提出了大量富有挑战性的统计物理问题。这些问题的研究将深化对生命现象本质的认识,同时也将促进统计物理学本身的发展。
该所过去在本研究方向上重点开展了相变理论与临界现象、非线性动力学等方面的研究,目前研究重点集中在有限系统临界现象、重整化群方法、生物大分子序列分析以及生物体系中的输运问题等方面,探讨由生命科学激发的具有普遍意义的统计物理问题。生物信息学研究是本方向的热点,该所研究人员与北京华大基因研究中心有很密切的合作关系,在水稻基因组研究工作中已作出重要创新性成果。
(六)、理论生物物理
双亲分子膜是凝聚态物理软物质,或者叫复杂流体的前沿研究对象,是物理、化学、生物学交叉学科的研究课题。该所研究人员主要是运用微分几何方法,以液晶为模型,研究双亲分子膜的形状及其相变问题,已作出一组有国际影响的工作。现在本方向的研究正在向单分子膜、生物大分子与它们的生物功能联系(DNA单分子弹性、蛋白质折叠等)的理论探索扩展。
(七)、原子核理论
从20世纪九十年代中期开始到本世纪初的十年内,国际上先后有一批超大型核物理实验装置投入运行,如TJNAF(CEBAF),RIB,RHIC 等等,核物理的发展进入了一个新阶段。这些新的巨型装置为从更深入的层次上研究核子-核子相互作用、核内的短程行为和核结构、各种极端条件下的核现象、核性质和多体理论方法提供了很好的机遇。在未来十年中,该所的研究人员将集中力量开展超重元素的性质及其合成途径,极端条件下的原子核结构,核天体物理及核内夸克效应等方面的研究,以求得对原子核运动规律的新认识。
(八)、量子物理、量子信息和原子分子理论
目前高技术的发展使得以前无法得到的极端物理条件(如极端强场、超低温度和可控的介观尺度)在实验室中得以实现。在这些特殊条件下,物质与光场的相互作用过程会呈现出一系列全新的物理现象,使得人们能重新认识物理学基本问题,导致新兴学科分支(如量子信息)的建立。
量子信息是以量子力学基本原理为基础、充分利用量子相干的独特性质(量子并行和量子纠缠),探索以全新的方式进行计算、编码和信息传输的可能性,为突破芯片元件尺度的极限提供新概念、新思路和新途径。量子力学与信息科学结合,充分显示了学科交叉的重要性,可能会导致信息科学观念和模式的重大变革。该所本方向的研究将基于量子物理基本问题的理论和最新实验的结合, 鼓励学科间的交叉渗透。发挥理论物理对量子信息研究具有前瞻性和指导性的作用,瞄准国际前沿,立足思想创新、探索和解决当前量子信息前沿领域的关键理论性问题。
目前该所在此方向上的研究课题主要为:
1.量子测量和量子开系统的基本问题:包括量子系统与经典系统相互作用,量子到经典过渡的基本模型,微观信息宏观提取的理论机制,量子耗散和量子退相干理论;也包括发展和应用实际的量子测量理论,探讨提高探测量子态效率的可能性。
2. 特殊量子态的基本特性。包括研究各种宏观量子态(原子玻色-爱因斯坦凝聚和原子激光,介观电流,微腔激子-极化子)的基本特性和运动规律,并探索它们作为量子信息载体的可能性.也包括超冷囚禁原子、分子系统与受限光场的相互作用,如腔量子电动力学和原子光学。
3.量子信息方案的物理基础。包括演化过程的动力学控制、纠缠态的度量,多粒态的局域制备和纯化、已知量子态远程制备和未知量子态远程传输。还包括提出新的量子算法、量子编码和量子纠错的新型方案,研究量子信息中的计算复杂性理论和相应的各种数学物理问题。
4. 强场中的原子分子运动。主要兴趣集中在强磁场和强激光场中原子分子的动力学行为,其中,许多全新的实验现象要求发展处理非微扰问题的崭新概念和方法。这方面的研究对揭示混沌体系的动力学和利用外场控制分子、原子过程有着重要意义。
(九)、计算物理
辛算法和保结构算法是我国着名数学家冯康及其学派在80年代中期系统提出、并完善和发展起来的。他们在这个领域的工作不仅一直领先,而且在计算数学领域占有非常重要的地位并取得了国际上的公认。在计算数学和计算物理中,引入保持所计算的Hamilton系统的辛结构,或者对于接触系统等保持系统有关的几何结构的思想非常重要。最近,国际上沿着保结构的思想,有关领域又有新的进展。比如多辛算法和李群算法的提出等等,它们分别是保持无限维系统的多辛结构的算法和系统李群对称性的算法。
该所在本研究方向上研究辛算法、多辛算法等各种保结构算法 及其在物理中的应用。
Ⅸ 关于物理理论的专业有哪些
牛顿与爱因斯坦的物理理论并没有冲突,因为牛顿的物理理论的适用范围是宏观世界,爱因斯坦的物理理论的适用范围是微观世界,它们相辅想承,分别解决不同领域的问题,它们的共同存在是物理学进步的标志之一。