重庆大学研究生专业介绍：理论物理

专业介绍来源：中国半岛真人体育 2016-04-08　相关院校：重庆大学

1、总体情况介绍

理论物理方向近十年来承担了20余项国家及省部级项目总项目经费400余万，包括15项国家自然科学基金项目（含国家自然科学重点基金项目子项目及科技部973项目子项目各一项），5项重庆市自然科学基金项目（含1项重庆市重点基金），并有1人次入选教育部新世纪人才支持项目以及入选国家留学基金委“杰出青年高级研究学者赴国外研修数学物理项目”。近些年来，理论物理课题组在国际著名核心期刊共发表百余篇学术论文：这些期刊包括Physical Review D，Physical Review A，Journal of Cosmology，Classical and Quantum Gravity，The Europe Physical Journal C等等。理论物理方向近年来承办了多次全国性学术会议，如《第八届全国粒子物理学术会议》、《第九届全国粒子物理学术会议》、《双重味物理研讨会》等等，并已做出多项具有国际影响的工作，如
1）在国际上原创性提出高频引力波探测中的Li-effect（由李芳昱教授提出），为高频引力波探测方案的提出奠定坚实理论基础；
2）原创性提出全新探测微波频带高频遗迹引力波方案（Li-Baker探测方案）。在当前国际上提出的三种典型的微波频带高频引力波探测系统中（英国、意大利和中国重庆大学方案），Li-Baker方案被认为可能是最有希望的高频遗迹引力波探测方案；
3）对双重味Bc介子及Xicc强子产生性质进行长期系统研究，研究成果受到国际高能物理界高度重视，课题组成员与合作者编写的相关程序BCVEGPY及GENXICC也为国际强子对撞机TEVATEON及LHC相关实验组所采用及引用；
4）分别采用kT因子化理论以及QCD求和规则方法系统研究B介子衰变到轻赝标介子跃迁形状因子的微扰以及非微扰效应，为进一步精确计算国际上关注的热点B物理课题，特别是B介子半轻子衰变过程，提供了相关的理论基础；
5）kT因子化理论框架下研究了轻赝标介子的电磁形状因子，通过与国际最新实验数据做比较对轻介子波函数性质做了深入讨论，部分研究成果被JLAB实验组和BABAR实验组引用；
6）在探索大规模实现量子计算的框架下，对利用超导约瑟夫结实现单向量子计算的可能性进行了研究。在量子通讯理论方面，提出量子机密共享中任意量子态的多方共享方案以及安全直接通讯的安全性讨论。相关的多篇研究论文他人引用超过50次。
7）在里德堡阻塞效应的模型下，探讨了其中的量子效应对量子多粒子纠缠态，特别是多量子钟态的影响。该项目受到国内外比率标准研究专家的高度重视。
8）在腔量子网络体系中，利用原子能级与腔场的耦合作用，构建了一种新颖且可模块化的光腔节点体系。通过数值模拟精确给出现有实验条件下该体系信息交换和光子位相调控的最优实验参数，从而进一步优化了腔量子网络构造。该体系构造简单、可集成化并可保护量子态不受集体退相干的影响，有很强的应用前景。这些结果均发表在Phys.Rev.A、Physics Letter B等杂志上，被引用近百次。

2、理论物理当前重点研究方向

【引力与天体物理】主要研究方向包括广义相对论与引力论、引力波能量动量赝张量的表述和正定性问题、高能光子流对引力波的谐振响应、高频引力波在电磁系统中的经典效应和量子效应、黑洞性质等等。特别是近些年开展的复合电磁系统对宇宙高频遗迹引力波的电磁相应的原创性工作，受到国际同行的高度关注和认可。李芳昱教授在这一方向上提出的原创性工作，已被美国高频引力波科学团队作为申报美国国家自然科学基金重点项目的支撑性文献和原理（2009年），并被国际同行命名为高频引力波探测中的Li-effect和Li-Baker gravitational wave detector。（贝克教授是美国高频引力波科学团队首席科学家，70年代曾担任美国航空航天研究所天体动力学委员会主席，他曾因天体动力学方面的杰出贡献而获得了著名的Dirk Brouwer奖。）在目前国际上三种典型的微波频带高频引力波探测系统中（英国、意大利和中国重庆大学方案），Li-Baker方案被认为可能是最有希望的。目前，美国方面正积极开展相关的后续理论研究和实验准备工作。国内方面，重庆大学课题组正计划与中国工程物理研究院、中国强磁场中心和西南物理研究院联合开展实验平台的研究。同时开展的黑洞、暗物质暗能量的研究属于国际前沿研究领域。黑洞吸积盘的数值模拟在高能天体物理研究领域是最引人瞩目的方向之一，目前国际上已取得了一系列的重大成果，但绝大部分研究都集中在热吸积盘，对于薄盘和细盘(Slim盘)的研究非常少，而我们课题组将在原来基础上开展对Slim盘数值模拟研究。
【粒子物理】主要研究内容包括重味粒子产生衰变性质，结合国际强子对撞机LHC和TEVATRON以及正负电子对撞机BES、BABAR、BELLE等实验结果研究其中所涉及到的微扰效应（含高阶）以及非微扰效应，并对组成物质基本结构的基本粒子性质及其相互作用做深入研究；利用高能物理唯象模型探讨可能存在的新物理现象如超对称理论、超引力、量子引力等等。随着更多新实验数据的出现，原来的理论模型如非相对论性量子色动力学等都已显现出这样或那样的问题，因此对这些理论体系做进一步深入研究，特别是要考虑其中可能的高阶效应，包括圈图效应、高FOCK态的幂次压低效应等等，由此我们才能真正的确认是否真的存在超出标准模型的新物理现象。M.A.Shiftman, A.I.Vainshtein and V.I.Zakharov所提出的求和规则方法给出了一种求解非微扰效应的方案，但仍有必要对非微扰效应基于更自洽的理论如QCD背景场理论做深入系统研究。拟议中的国际直线对撞机ILC、国内部分理论物理学家建议的正负电子对撞机（Z0-工厂）也将提供研究重味物理新实验平台。在该Z-工厂实验条件下将会有诸多感兴趣课题，如Z0自身产生与衰变性质，t轻子物理，B物理，双重味物理等等，值得深入探讨。大型强子对撞机一年时间已发现所有标准模型粒子，并已然成为物理学新的发现机器，因此围绕该平台，通过提出各类高能唯象理论研究超出标准模型的可能新物理现象也将是国际重要的前沿研究课题。
【量子信息与量子光学】主要研究内容量子通信方案的建立、通信安全性讨论、量子通信相关的物理问题研究以及噪声条件下基于物理实体的量子通信研究、腔量子网络体系性质等等。腔QED和离子阱体系是目前量子计算领域最看好的两个物理系统，也是当前实验进展非常迅速的领域。围绕该体系，将研究量子纠缠的性质、制备和应用，包括光子场与粒子的相互作用、最优化控制理论与量子耗散等等。研究量子光场（经典光场）与粒子的相互作用、量子算法在离子阱、腔QED等物理体系中的有效的高保真度的实现方案、量子通信研究（如利用实验可行的量子逻辑操作实现高效的量子保密通讯等探讨）、最优化控制理论（如利用量子绝热演化、无消相干编码子空间实现高保真度的量子逻辑操作等）与量子耗散理论（针对实际的物理操作空间，探讨在有原子自发辐射和环境噪声等条件影响下行之有效的量子逻辑操作）、量子精密测量（利用量子纠缠中粒子之间的多比特相干性来提高对物理量的探测、量子测量结果输出的精确度，如量子频率标准精度的提高）等等。