中國科學(xué)院理論物理前沿重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

理論物理前沿重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室屬于基礎(chǔ)理論類實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室定位為：依托理論物理研究所，面向科學(xué)前沿，面向國家大科學(xué)工程，堅(jiān)持“開放、流動(dòng)、競爭、聯(lián)合”，聯(lián)合全國理論物理學(xué)工作者，凝煉并研究理論物理最基本的核心問題，促進(jìn)交叉學(xué)科發(fā)展，為國家大科學(xué)工程提供引領(lǐng)，積極推進(jìn)“科教融合”，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，成為國內(nèi)外同行廣泛認(rèn)同、具有國際一流水平的“基礎(chǔ)研究中心、人才培養(yǎng)基地、學(xué)術(shù)交流平臺(tái)”。

研究方向

理論物理前沿重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室將主要圍繞以下四個(gè)方向開展研究。

1、粒子物理與粒子天體物理及核物理

粒子物理新物理與強(qiáng)相互作用物理基本問題的研究：針對粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型所存在的問題，圍繞大型強(qiáng)子對撞機(jī)(LHC)實(shí)驗(yàn)，拓展標(biāo)準(zhǔn)模型。通過深入研究各種理論模型，包括超弦唯象理論、超對稱大統(tǒng)一模型、超對稱標(biāo)準(zhǔn)模型、雙黑格斯二重態(tài)模型、左右對稱模型等，推動(dòng)在LHC和其它實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)這些模型。同時(shí)，發(fā)展和提出能解釋新實(shí)驗(yàn)結(jié)果的新模型、新理論，以解決粒子物理學(xué)相關(guān)的基本問題。密切結(jié)合國內(nèi)外大型科學(xué)裝置，開展強(qiáng)相互作用和強(qiáng)子、原子核等層次的物質(zhì)結(jié)構(gòu)及相關(guān)基本問題研究。

暗物質(zhì)本質(zhì)、重子物質(zhì)起源的研究：在暗物質(zhì)的模型構(gòu)造、暗物質(zhì)的起源及演化、暗物質(zhì)與重子物質(zhì)的相互作用、暗物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)探測等方面展開研究。另外，還將開展各種新物理模型中的電弱相變、宇稱-電荷共軛聯(lián)合對稱性破缺、由輕子數(shù)破壞導(dǎo)致的重子數(shù)產(chǎn)生等相關(guān)方面的研究，解釋宇宙中物質(zhì)與反物質(zhì)的起源。

2、弦論、引力理論與宇宙學(xué)

早期宇宙暴脹模型和暗能量性質(zhì)的研究：著重于早期暴脹模型的構(gòu)造，探索原初曲率擾動(dòng)的產(chǎn)生機(jī)制，特別是曲率擾動(dòng)分布的非高斯性；充分利用最新天文觀測數(shù)據(jù)，研究暗能量狀態(tài)參數(shù)對參數(shù)化的相關(guān)性和特征性質(zhì)，給出更合理和自洽的暗能量狀態(tài)方程，建立暗能量唯象模型，區(qū)分暗能量模型和修改的引力模型，從基本自洽引力理論出發(fā)，理解暗能量的起源及其本質(zhì)。

引力理論與共形場論相關(guān)基本物理問題的研究：研究引力的本質(zhì)、量子引力理論、引力理論和熱力學(xué)及流體力學(xué)的關(guān)系，開展利用引力的全息性質(zhì)在低能量子色動(dòng)力學(xué)和凝聚態(tài)物理中的應(yīng)用研究。利用AdS/CFT對偶性研究低能色動(dòng)力學(xué)的性質(zhì)，如手征相變、禁閉相變、色超導(dǎo)和夸克膠子等離子體等的性質(zhì)，以及凝聚態(tài)物理中的一些現(xiàn)象，如高溫超導(dǎo)、霍爾效應(yīng)、KT相變、奇異金屬、費(fèi)米液體、非費(fèi)米液體、拓?fù)浣^緣體、冷原子體系等，期望在高溫超導(dǎo)的機(jī)制和拓?fù)湮飸B(tài)的理論等方面及相關(guān)低能量子色動(dòng)力學(xué)的性質(zhì)研究中取得突破性進(jìn)展。

3、統(tǒng)計(jì)物理與理論生物物理

生命科學(xué)啟發(fā)的若干理論問題：結(jié)合解析求解、計(jì)算機(jī)分子動(dòng)力學(xué)模擬、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)挖掘等多種理論研究方法研究實(shí)際生物體系的作用機(jī)制，同時(shí)發(fā)展相關(guān)研究方法。開展分子機(jī)器的機(jī)理研究，包括生物膜自組裝、酶分子機(jī)器的動(dòng)力學(xué)、嵌膜分子機(jī)器(離子泵、線粒體能量分子工廠)及神經(jīng)沖動(dòng)、肌肉及細(xì)胞運(yùn)動(dòng)等。針對動(dòng)物遷徙中神經(jīng)系統(tǒng)對弱磁場方向識(shí)別的量子敏感性問題，研究自由基反應(yīng)的量子物理問題，從而把化學(xué)動(dòng)力學(xué)、光化學(xué)、磁共振和自由基化學(xué)物理等方面的研究綜合起來，實(shí)現(xiàn)交叉領(lǐng)域的新突破。

復(fù)雜系統(tǒng)與統(tǒng)計(jì)物理基本問題：研究復(fù)雜系統(tǒng)和有限系統(tǒng)的相變與臨界現(xiàn)象以及統(tǒng)計(jì)物理在社會(huì)學(xué)中的應(yīng)用；研究自旋玻璃和玻璃動(dòng)力學(xué)過程統(tǒng)計(jì)物理理論及其在交叉學(xué)科中的應(yīng)用；采用理論和計(jì)算機(jī)模擬相結(jié)合，研究隨機(jī)組合優(yōu)化問題中的相變現(xiàn)象、隨機(jī)搜索算法和基于統(tǒng)計(jì)物理理論的信息傳遞算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的分布式學(xué)習(xí)機(jī)制等。

4、凝聚態(tài)物理與量子物理

在凝聚態(tài)物理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)拓?fù)淞孔佑?jì)算的理論研究：運(yùn)用密度矩陣重正化群或嚴(yán)格對角化技術(shù)，檢驗(yàn)非幺正符合費(fèi)米子場論方法得到p波配對平均場基態(tài)波函數(shù)和準(zhǔn)粒子波函數(shù)，建立偶數(shù)分?jǐn)?shù)量子霍爾邊緣態(tài)的微觀理論。結(jié)合分?jǐn)?shù)量子霍爾系統(tǒng)計(jì)算二維奇異拓?fù)浼ぐl(fā)，發(fā)展可靠的計(jì)算方法來研究無序?qū)ν負(fù)鋺B(tài)的影響。對于拓?fù)淞孔佑?jì)算，將考慮在二維量子反常霍爾效應(yīng)系統(tǒng)中通過超導(dǎo)體的接觸效應(yīng)來誘導(dǎo)非阿貝爾任意子。開展高溫超導(dǎo)機(jī)理和量子相變的理論探索，加強(qiáng)對銅氧化物超導(dǎo)體和鐵基超導(dǎo)體中的反鐵磁性漲落、磁激發(fā)及其對超導(dǎo)電子配對的影響、磁激發(fā)與聲子之間的耦合作用及其對超導(dǎo)性質(zhì)影響的定量研究。

量子物理/原子、分子和光物理基本問題研究：研究與量子測量密切聯(lián)系的微觀系統(tǒng)量子控制問題。在量子層次研究熱力學(xué)循環(huán)和量子熱機(jī)，聯(lián)系普適量子計(jì)算物理極限。在信息科學(xué)方面，探索如何把各種量子系統(tǒng)相干地耦合起來，形成相干接口，在量子態(tài)層面上完成不同類型能量、信息的傳輸和交換。研究人工光合作用機(jī)制，并由此設(shè)計(jì)具有高效光電轉(zhuǎn)換仿生功能的固體人工器件。研究光場量子特性對光合作用的影響，針對考慮相干光誘導(dǎo)相干的Frenkel激發(fā)，探索提高光能電能轉(zhuǎn)換的新途徑。開展基于冷原子/分子體系的量子模擬，研究在柱對稱勢阱中的偶極旋量BEC的量子磁性和宏觀磁矩隧穿、雙阱中偶極BEC的碎裂態(tài)以及宏觀量子疊加態(tài)、利用光晶格中的偶極量子氣體模擬各種量子自旋系統(tǒng)及其量子態(tài)的傳輸。開展與固態(tài)系統(tǒng)的量子光學(xué)與光力系統(tǒng)相關(guān)的研究。探索單原子或負(fù)離子光電過程的基本規(guī)律，包括外電磁場或微結(jié)構(gòu)對原子或負(fù)離子光吸收過程的影響即回歸譜的研究，各種微腔對原子自發(fā)輻射過程的影響研究以及雙中心體系光電過程的量子干涉問題研究。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的科研工作者结合实验与计算机模拟,理论物理前沿重点实验室的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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