华南理工大学物理与光电学院理论物理专业介绍

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理论物理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。理论物理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：量子物理、基本粒子物理、原子核物理、原子与分子物理、凝聚态物理、复杂系统以及天体物理和宇宙学等。

 

校理论物理专业主要在以下几个研究方向招生。

 

1. 量子物理：量子力学是支配微观世界物质运动的基本规律，其有效性和精确性毋庸置疑，但是其概念基础自从诞生之日就存在巨大的争论和分歧。本方向将深入探讨量子物理的若干重要基本问题，包括微观粒子的波粒二象性问题，双粒子的量子纠缠问题，波函数演化和波包坍缩问题，光子、电子、原子等微观粒子之间量子相互作用的细节问题等等。

 

2. 引力理论与核天体物理：在天体和宇宙尺度，引力不仅支配着天体的运动，而且是天体结构和演化的决定因素。引力理论的研究是目前理论物理研究十分活跃的一个领域。核天体物理学主要以中子星、白矮星等致密天体为研究对象。

 

3. 生物物理：生物物理学应用物理学的概念、技术和方法研究生物各层次结构与功能的关系，生命活动的物理、物理化学过程和物质在生命活动过程中表现的物理特性，它从基本的物质结构和相互作用出发，在原子分子水平上阐明种种复杂的生命现象的运动规律和机理。主要研究内容有：生物信息学、非线性物理学的基本理论与生物系统的复杂动力学行为等。

 

4. 计算凝聚态理论：凝聚态物理学是从微观角度出发，研究由大量粒子（原子、分子、离子、电子）组成的凝聚态的结构、动力学过程及其与宏观物理性质之间的联系的一门学科。计算凝聚态物理是用密度泛函理论、蒙特卡罗方法、分子动力学等多种理论计算方法，对低维凝聚态物理、自旋电子学、纳米材料、固体量子信息等进行计算研究。主要研究内容有：晶体缺陷和掺杂理论、表面催化机制、磁性半导体材料和光伏太阳能材料的物性等。

 

5. 准晶体理论：准晶体是上世纪八十年代发现的一种新型物质结构形态，其性质与传统的周期晶体和非晶体有很大不同。准晶体物理内容丰富，有许多理论问题没有解决，例如其生长机理、结构稳定性、新颖的物理性质等。本方向通过模型分析和计算机模拟进行研究，主要内容有：准晶体的几何模型、电子性质、各种对称性的准周期结构的生长机理等。

 

主要课程：《高等量子力学》、《广义相对论》、《理论物理前沿》等。