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理论物理二级学科介绍

2020-04-23

物理系的理论物理二级学科包括凝聚态理论、材料计算与物质模拟和计算方法及应用三个重要的研究方向。具体研究内容如下:

凝聚态理论是研究物质的基本结构和基本运动规律的一门学科, 它既是物理学的理论基础, 又与物理学乃至自然科学其它领域的很多重大基础和前沿研究密切相关。凝聚态理论以解析分析与数值计算为手段,研究物质在不同层次上的基本物理规律,研究内容涵盖了从高能到低能,从微观到宏观甚至宇观的各个前沿研究领域,如:基本粒子物理、原子与分子物理、凝聚态物理、复杂系统以及广义相对论等。

材料计算与物质模拟是随着计算机技术的飞跃进步而不断发展的一门学科,在借助各种数值计算方法的基础上,结合了实验物理和理论物理的成果,开拓了人类认识自然界的新方法。现代的计算机模拟在理论和实验之间建立了很好的桥梁。可以通过计算机模拟并与实验结果进行定量的比较加以验证,而实验中的物理过程也可通过模拟加以理解。研究领域包括:1.量子多体计算方法的发展以及相关应用;2.电子结构计算方法及其并行化算法和相关应用;3.表面和界面上的催化反应作用;4.发展新的模拟技术和无序结构表征方法。

计算物理方法及应用主要从计算物理方法的角度来研究量子多体系统中出现的问题。目前该方向的主要研究课题包括:A)开放量子系统的性质研究,发展并利用级联运动方程方法研究量子点和量子杂质系统中的有趣的物理现象,包括近藤效应、量子输运性质、多量子点物理、基于量子点的量子信息和量子计算问题等;B)强关联电子系统。运用量子多体数值计算方法研究:Mott金属-绝缘体相变;低维阻挫量子磁性系统中的奇异量子态,如量子自旋液体态、自旋向列序等;多轨道电子体系中的关联效应,如轨道序与轨道选择等。采用的量子多体计算方法包括级联运动方程(HEOM)、精确对角化(ED)、Lanczos、数值重整化群(NRG)、量子蒙特卡洛模拟(QMC)以及动力学平均场理论(DMFT)等;C)量子相变与临界行为,运用多种数值计算方法研究多体系统中的量子相变。应用数值重整化群方法对量子杂质系统中出现的量子相变进行研究,研究对象包括Anderson杂质模型、Kondo模型、多轨道Kondo模型、spin-boson模型等;应用量子蒙特卡洛等方法研究量子自旋玻璃态到反铁磁态相变等;D)量子多体计算方法的发展,我们致力于改进已有的量子多体数值算法,并不断发展新的、有特色的量子多体数值方法,包括HEOM方法的发展;DMFT的团簇理论的发展;NRG的改进算法等,特别是提出并发展了自然轨道重整化群方案(NORG)并用于研究多量子杂质系统和作为动力学平均场理论的新的杂质求解器。

理论物理专业现有教授10人,副教授6人,讲师0人。职称结构以教授、副教授为主。全部具有博士学位。教师的年龄结构:现有35岁以下2人,36-45岁之间7人,46-55岁之间5人,56岁以上2人。队伍平均年龄44岁,在国内高校、研究所中属于年轻的研究团队。

理论物理基于已有的物理问题,或者已有的实验结果,对新材料进行预测,进行解释,并拓展物理研究的方向,或者直接利用理论的方法探索自然界的物理现象和物理过程,利用计算机实验的方法模拟新型材料的性质、结构,对新材料进行预测。

教师名单、所在研究团队和所属二级学科

姓名

性别

职称

学历

毕业学校

团队

二级学科专业

卢仲毅

教授

博士

意大利高等研究院

材料计算与物质模拟

理论物理

郭茵

教授

博士

美国马里兰大学

材料计算与物质模拟

理论物理

教授

博士

中科院物理所

材料计算与物质模拟

理论物理

李茂枝

教授

博士

中科院物理所

材料计算与物质模拟

理论物理

教授

博士

北京大学物理系

理论物理

理论物理

刘玉良

教授

博士

复旦大学物理系

理论物理

理论物理

教授

博士

北京大学

理论物理

理论物理

魏建华

教授

博士

山东大学

量子多体计算物理

理论物理

同宁华

教授

博士

中科院物理所

量子多体计算物理

理论物理

教授

博士

中国科学技术大学

交叉学科(非线性物理)

理论物理

副教授

博士

中科院物理所

材料计算与物质模拟

理论物理

副教授

博士

北京大学

理论物理

理论物理

副教授

博士

上海同济大学

材料计算与物质模拟

理论物理

贺荣强

副教授

博士

中国人民大学

材料计算与物质模拟

理论物理

刘正鑫

副教授

博士

香港科技大学物理系

理论物理

理论物理

谢志远

副教授

博士

中科院理论物理所

理论物理

理论物理

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