研究方向

科學研究

研究方向

  1、粒子物理、粒子天體物理及核物理  

  粒子物理新物理與強相互作用物理基本問題的研究:針對粒子物理標准模型中的深層次問題和局限性,研究超越粒子標准模型的各種理論模型和理論機制。圍繞當前大型強子對撞機實驗結果,開展檢驗各種超出標准模型的新理論模型的唯象學研究。爲未來對撞機實驗上的實驗探測提供理論指引。密切結合國內外大型科學裝置,開展強相互作用和強子、原子核等層次的物質結構及相關基本問題研究。

  暗物質本質、重子物質起源的研究:在暗物質的粒子候選者和豐度起源機制、暗物質與重子物質的相互作用、暗物質自相互作用、暗物質的空間地下和對撞機實驗探測等方面展開研究。開展各種超出標准模型理論中和宇宙學相關的重要問題的研究,包括電弱相變、宇稱-電荷共轭聯合對稱性破缺、宇宙中物質與反物質不對稱起源等。

  2、場論、引力理論與宇宙學 

  宇宙學和引力波物理相關研究:聚焦暗物質、暗能量和引力波物理等研究領域。盡管當前包含宇宙學常數和冷暗物質的標准宇宙學模型與大多數觀測相符合,但是不同的宇宙學觀測得到的哈勃常數的不一致性對宇宙學標准模型提出越來越大的挑戰,因此如何解決哈勃常數危機是一個亟待解決的重要科學問題。目前爲止,唯一能確定的是暗物質和暗能量必然參與引力相互作用,引力波有可能爲揭示暗物質和暗能量的物理本質提供一個新的契機。因此,宇宙學方向將加強對引力波物理的研究以及探索如何利用引力波來揭示暗物質和暗能量的物理本質。

  量子場論、弦論及引力基本問題的研究:量子場論是迄今爲止人類描述微觀世界最成功的理論框架,是粒子物理、凝聚態物理、宇宙學等領域的基礎;引力的量子化及其與其它基本相互作用的統一則是基礎物理最重要的問題之一。研究方向之一是研究量子場論和弦論中的散射振幅,及其在粒子物理、數學物理、特別是引力微擾計算等方面的應用。與之相關的是研究AdS/CFT對應及其在量子引力、場論非微擾計算和可積性等方面的應用。進一步研究引力的本質、量子引力理論、引力理論和熱力學及流體力學的關系,開展利用引力的全息性質在低能量子色動力學和凝聚態物理中的應用研究。

  3、統計物理與理論生物物理  

  軟物質與生物系統的基礎物理問題:以生命起源相關的物理問題爲目標,綜合運用解析理論、數值計算、分子模擬和實驗研究方法,深入探討複雜液體、非晶固體和玻璃態物質、活性物質、生物分子系統、細菌等軟物質與生物系統的基礎物理問題。

  複雜系統與統計物理基本問題:以定量理解無序複雜系統的集體統計性質爲目標,探索量子混沌、量子拓撲、波動性等內禀特性在統計物理基礎中的作用,發展有限維自旋玻璃平均場理論和玻璃化轉變統計物理理論,開展統計物理與機器學習交叉學科研究,理解生物神經網絡分布式學習與記憶機制。 

  4、凝聚態物理與量子物理  

  凝聚態系統中新奇物態物性的理論研究:研究凝聚態系統中自旋、電荷、軌道、晶格等多自由度之間的相互作用,探討新奇物態物性的形成機理和調控方法。理論預測和設計新型拓撲材料和混合器件,探討無耗散輸運和馬約拉納任意子的實現。研究雜質和無序在低維系統中的作用,數值計算有限無序強度下模型性質。開發完善新的強關聯理論,探討莫特相變、摻雜莫特絕緣體等強關聯問題的物理本質。密切關注凝聚態領域的最新實驗進展,爲實驗測量結果提供合理的理論解釋。

  量子模擬、量子計算與量子精密測量的理論研究:基于超冷原子分子氣體的量子模擬及其中的新奇量子相,包括偶極凝聚體和混合凝聚體中液滴態、光學腔中超冷原子氣體以及光晶格中的極性分子氣體等;基于光子晶體與人工原子的量子模擬與計算,遠離平衡態的量子多體系統的動力學問題;基于腔光力系統的精密測量以及典型量子幹涉儀的最優測量理論等。

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