西南交通大学理论物理专业介绍

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一、学科概况

“理论物理”学科主要从事宇宙线与天体物理、粒子物理与核物理及相关的计算和模拟物理研究。该学科以国家级野外实验台站-西藏羊八井宇宙线观测站为依托，与国内7所高等院校（研究所）、日本的13所高校（研究所）和意大利的7所高校（研究院所）建立了良好长期的国际合作关系，创造了先进的学术研究和交流平台，近年又逐步开始在这平台的基础上开展与人类社会生产和生活密切相关的地球环境与宇宙线的关系、生物节律与宇宙线的关系等交叉学科研究。该学科承担了国家自然科学基金重大项目、理论物理专项和省部级项目多项，并获得多项科技成果奖，在国内外期刊上发表的论文已达200多篇，其中半数以上被SCI（SCIE）或EI收录。

本学科具有硕士学位授予权。

二、主要研究方向

1.宇宙线与天体物理

该研究方向是目前非常活跃的一个研究领域，涉及宇宙学、粒子物理学、天体物理学、太阳物理学、日地空间物理学等诸多学科，同时与宇宙暗物质、黑洞天体、活动星系核、宇宙伽马射线爆发现象、地球环境与生命科学等许多重大现代物理问题紧密相联。该研究方向以中日、中意国际合作西藏羊八井宇宙线观测实验站为平台，开展地面天文观测研究，如宇宙高能伽马射线点源的观测、初级宇宙线“膝区”成分与能谱的测量、超高能宇宙伽马射线爆发的观测、太阳中子及太阳行星际磁场的测量、宇宙线与地球气候关系、宇宙线与生物节律的关系等工作。该研究方向可同时进行初级宇宙线的起源与传播、极端天体（如黑洞、中子星、脉冲星、活动星系核）物理条件下的辐射过程、超高能相互作用模型、广义相对论理论、太阳模型的数值分析等多种理论研究工作。目前，从事该方向研究和培养研究生的主要有长期从事宇宙线物理和粒子物理研究的黄庆教授等。

2.粒子物理与核物理

该研究方向以基本粒子（重子、介子、轻子、规范粒子和夸克等）和原子核的性质、结构、相互作用及运动规律为研究内容，探索物质世界更深层次的结构和更基本的运动规律。开展原子核理论、基于QCD的核物理和核物理理论在天体物理中的应用（比如利用核物理中的相对论平均场理论描述中子星）等多项研究工作。上述研究工作将推动人类对物质微观结构和相互作用的进一步认识。

3.计算物理和模拟物理

依托国际合作西藏羊八井宇宙线观测实验，研究实验数据的采集、数据分析方法、数值计算和数字仿真等，来发现天体物理现象和物理规律；研究小波分析等分析方法以及其在实验数据处理中提取弱信号的应用；利用数值方法求解天体物理中的微分方程，关注构造和发展近似的解析解。计算机模拟方法作为第三种手段在物理学，特别是在像羊八井宇宙线观测这样的大型物理观测实验研究中越来越重要，本方向同时开展随机性模拟方法（蒙特卡罗方法）和人工神经网络在宇宙线宇宙空间和地球大气中传播性质研究中的应用。

三、从业领域

主要从业领域为：高等院校、科研院所的教学、科研及开发与管理。

四、主要相关学科

宇宙学、核物理、粒子物理学、天体物理学、太阳物理学、日地空间物理学、计算物理学、模拟与仿真、信号处理、计算机应用。