粒子物理与原子核物理

物理学领域的学科

粒子物理学研究比原子核更深层次的微观世界中物质的结构、性质，和在很高能量下这些物质相互转化及其产生原因和规律的物理学分支。又称高能物理学。

学科概况

粒子物理学（particle physics）

原子核物理学（nuclear physics）

原子核物理学又称核物理学，是20世纪新建立的一个物理学分支。它研究原子核的结构和变化规律；射线束的产生、探测和分析技术；以及同核能、核技术应用有关的物理问题。它是一门既有深刻理论意义，又有重大实践意义的学科。

培养目标

硕士研究生培养目标：

掌握马克思主义、毛泽东思想和邓小平理论的基本思想，热爱祖国，遵纪守法，团结协作，具有严谨求实的科学态度和作风，具有较高的科学文化修养和健康的心理素质。

具有比较扎实的粒子物理与原子核物理的理论基础和专门知识，了解当代粒子物理和核物理的现状和发展方向，较为熟练地掌握一门外国语，能够阅读本专业的外文资料，掌握从事科学研究的一些基本技能及方法，硕士学位获得者应具有初步独立从事科学研究、教学工作以及科技开发的能力。

博士研究生培养目标：

掌握马克思主义，毛泽东思想和邓小平理论的基本思想，热爱祖国，遵纪守法，团结协作，具有严谨求实的科学态度和作风，具有较高的科学文化修养和健康的心理素质.掌握粒子物理与原子核物理专业坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，全面了解当代粒子物理和核物理的现状和发展方向，至少熟练地掌握一门外国语，能够熟练地阅读本专业的外文资料，具有一定的写作能力和进行国际学术交流的能力。博士学位获得者应具有独立从事科学研究，教学工作以及专门技术工作的能力。

课程设置

英语

English

专业外语

Specialty English

科学社会主义理论与实践

Theory and practice of scientific socialism

自然辩证法概论

Dialectics of Nature Studies

高等量子力学

Advanced Quantum Mechanics

群论

Group Theory

量子场论

Quantized filed theory

粒子物理

Particle Physics

粒子物理与核物理实验方法

Experiment Methods of Particle and Nuclear Physics

原子核理论

Nuclear Theory

量子统计

Quantum Statistical Physics

计算物理

Computational Physics

核电子学

Nuclear Electronics

广义相对论与宇宙学

General relativity theory and cosmology

相关学科

070201 理论物理　070202 粒子物理与原子核物理　070203 原子与分子物理　070204 等离子体物理　070205 凝聚态物理　070206 声学　070207 光学　070208 无线电物理　082701 核能科学与工程　082702 核燃料循环与材料　082703 核技术及应用　082704 辐射防护及环境保护

主要招生院校

（11）北京市（10001）北京大学

（11）北京市（10027）北京师范大学

（11）北京市（80001）中国科学院大学

（11）北京市（82801）中国原子能科学研究院

（11）北京市（82817）中国工程物理研究院

（12）天津市（10055）南开大学

（14）山西省（10108）山西大学

（14）山西省（10118）山西师范大学

（21）辽宁省（10165）辽宁师范大学

（21）辽宁省（10166）沈阳师范大学

（22）吉林省（10183）吉林大学

（22）吉林省（10186）长春理工大学

（22）吉林省（10200）东北师范大学

（23）黑龙江（10213）哈尔滨工业大学

（31）上海市（10246）复旦大学

（31）上海市（80014）中国科学院上海应用物理研究所

（32）江苏省（10284）南京大学

（32）江苏省（10319）南京师范大学

（33）浙江省（10335）浙江大学

（34）安徽省（10358）中国科学技术大学

（35）福建省（10394）福建师范大学

（37）山东省（10422）山东大学

（37）山东省（11066）烟台大学

（41）河南省（10459）郑州大学

（41）河南省（10475）河南大学

（41）河南省（10476）河南师范大学

（42）湖北省（10486）武汉大学

（42）湖北省（10511）华中师范大学

（42）湖北省（070202）华中科技大学

（42）湖北省（10512）湖北大学

（44）广东省（10558）中山大学

（45）广西壮（10593）广西大学

（51）四川省（10610）四川大学

（51）四川省（10636）四川师范大学

（53）云南省（10673）云南大学

（62）甘肃省（10730）兰州大学

（62）甘肃省（80017）中科院近代物理研究所

其中兰州大学和山东大学是粒子物理与原子核物理国家重点学科（代码070202）

学科展望

高能物理方面，在北京谱仪（BES）升级改造后的BESⅡ上取得了许多创新成果，如X（1860）、X（1835）、X（1812）、X（2075）等新粒子态的发现，、粒子的观测，之谜的破解，以及衰变到非的证据等都在文章发表后受到了广泛关注。

目前，粒子物理已经深入到比强子更深一层次的物质的性质的研究。更高能量加速器（1TeV，即 1012eV的质子加速器及2×100GeV的正负电子对撞机）的建造，无疑将为粒子物理实验研究提供更有力的手段，有利于产生更多的新粒子，以弄清夸克的种类和轻子的种类，它们的性质，以及它们的可能的内部结构。

弱电相互作用统一理论目前取得的成功，特别是弱规范粒子W+、W-和Z0的发现，加强了人们对定域规范场理论作为相互作用的基本理论的信念，也为今后以高能轻子作为探针探讨强子的内部结构、夸克及胶子的性质以及强作用的性质提供了可靠的分析手段。但黑格斯粒子是否存在的问题尚有待于继续澄清。

夸克之间强相互作用的一些根本性的重大问题，如囚禁、碎裂等，目前还没有解决，在今后一个时期，强相互作用将是粒子物理研究的一个重点。

把电磁作用、弱作用和强作用统一起来的大统一理论，近年来引起相当大的注意。但即使在最简单的模型中，也包含近20个无量纲的参数。这表明这种理论还包含着大量的现象性的成分，只是一个十分初步的尝试。它还要走相当长的一段路，才能成为一个有效的理论。

另外，从发展趋势来看粒子物理学的进展肯定会在宇宙演化的研究中起推进作用，这个方面的研究也将会是一个十分活跃的领域。

很重要的是，物理学是一门以实验为基础的科学，粒子物理学也不例外。因此，新的粒子加速原理和新的探测手段的出现，将是意义深远的。

中国宇宙线研究方面取得许多成绩，如西藏羊八井宇宙观测站充分利用海拔高、探测阵列大的优势，在世界上第一个大型地毯式阵列——中意合作羊八井阵列（于2006年建成）上，观察到活动星核的又一次强烈爆发。

中国理论物理学家在CP（电荷-宇称）对称性破坏和夸克-轻子味物理的理论研究方面取得了重要成果：对直接CP破坏给出更精确、自洽的理论预言；对CP对称性自发破缺的双希格斯二重态模型进行系统研究后，指出它可以成为CP破坏起源的一种新物理模型。

中国原子核物理学家在中重缺中子新核素合成及核结构实验研究方面取得了一系列重要成果。他们在中重缺中子区合成了11种新核素并研究了约70种原子核的基态、低自旋或高自旋激发态的核结构性质，获得多项新的重要物理结果。在重离子核反应的集体效应和奇特核产生及其性质研究方面，给出了国际上拟合常规核反应总截面的最佳公式；创立了用核输运理论研究核反应截面的新方法；对轻反应系统通过集体流及多重碎裂的研究，导出有关核态方程和介质中核子－核子作用截面的结论。科学家们在超铀区合成新核素235Am（z=95）后，又相继合成了超重新核素259Db（z=105）和265Bh（z=107），并首次测量了它们的衰变能量及半衰期，使中国在核素研究方面达到了超重区。目前他们的研究工作已经超过了原子序数为107的核区。

在原子核物理学诞生、壮大和巩固的全过程中，通过核技术的应用，核物理和其他学科及生产、医疗、军事等部分建立了广泛的联系，取得了有力的支持；核物理基础研究又为核技术的应用不断开辟新的途径。核基础研究和核技术应用的需要，推进了粒子加速技术和核物理实验技术的发展；而这两门技术的新发展，又有力地促进了核物理的基础和应用研究。

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