西南交通大學理論物理專業介紹

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一、學科概況

“理論物理”學科主要從事宇宙線與天體物理、粒子物理與核物理及相關的計算和模擬物理研究。該學科以國家級野外實驗臺站-西藏羊八井宇宙線觀測站為依托，與國內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）建立了良好長期的國際合作關系，創造了先進的學術研究和交流平臺，近年又逐步開始在這平臺的基礎上開展與人類社會生產和生活密切相關的地球環境與宇宙線的關系、生物節律與宇宙線的關系等交叉學科研究。該學科承擔了國家自然科學基金重大項目、理論物理專項和省部級項目多項，并獲得多項科技成果獎，在國內外期刊上發表的論文已達200多篇，其中半數以上被SCI（SCIE）或EI收錄。

本學科具有碩士學位授予權。

二、主要研究方向

1.宇宙線與天體物理

該研究方向是目前非常活躍的一個研究領域，涉及宇宙學、粒子物理學、天體物理學、太陽物理學、日地空間物理學等諸多學科，同時與宇宙暗物質、黑洞天體、活動星系核、宇宙伽馬射線爆發現象、地球環境與生命科學等許多重大現代物理問題緊密相聯。該研究方向以中日、中意國際合作西藏羊八井宇宙線觀測實驗站為平臺，開展地面天文觀測研究，如宇宙高能伽馬射線點源的觀測、初級宇宙線“膝區”成分與能譜的測量、超高能宇宙伽馬射線爆發的觀測、太陽中子及太陽行星際磁場的測量、宇宙線與地球氣候關系、宇宙線與生物節律的關系等工作。該研究方向可同時進行初級宇宙線的起源與傳播、極端天體（如黑洞、中子星、脈沖星、活動星系核）物理條件下的輻射過程、超高能相互作用模型、廣義相對論理論、太陽模型的數值分析等多種理論研究工作。目前，從事該方向研究和培養研究生的主要有長期從事宇宙線物理和粒子物理研究的黃慶教授等。

2.粒子物理與核物理

該研究方向以基本粒子（重子、介子、輕子、規范粒子和夸克等）和原子核的性質、結構、相互作用及運動規律為研究內容，探索物質世界更深層次的結構和更基本的運動規律。開展原子核理論、基于QCD的核物理和核物理理論在天體物理中的應用（比如利用核物理中的相對論平均場理論描述中子星）等多項研究工作。上述研究工作將推動人類對物質微觀結構和相互作用的進一步認識。

3.計算物理和模擬物理

依托國際合作西藏羊八井宇宙線觀測實驗，研究實驗數據的采集、數據分析方法、數值計算和數字仿真等，來發現天體物理現象和物理規律；研究小波分析等分析方法以及其在實驗數據處理中提取弱信號的應用；利用數值方法求解天體物理中的微分方程，關注構造和發展近似的解析解。計算機模擬方法作為第三種手段在物理學，特別是在像羊八井宇宙線觀測這樣的大型物理觀測實驗研究中越來越重要，本方向同時開展隨機性模擬方法（蒙特卡羅方法）和人工神經網絡在宇宙線宇宙空間和地球大氣中傳播性質研究中的應用。

三、從業領域

主要從業領域為：高等院校、科研院所的教學、科研及開發與管理。

四、主要相關學科

宇宙學、核物理、粒子物理學、天體物理學、太陽物理學、日地空間物理學、計算物理學、模擬與仿真、信號處理、計算機應用。