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科研团队

夺金宝:理论物理

添加时间:2020-07-16 16:13:20  浏览次数: 次

理论物理组共有教师14人,其中包括教授5人,副教授6人。在读理论物理专业研究生30余人。团队人员年龄结构合理、富于创新精神和活力,具有丰富的教学经验和雄厚科研基。诹W游锢、引力与宇宙学等理论物理领域具有较强的科研实力和水平。

       本课题组在粒子物理、引力与宇宙学等理论物理领域进行深入研究。理论物理是研究物质的基本结构和相互作用规律的一门学科,它既是物理学及其各个分支的理论基。钟胱匀豢蒲渌煊蛏踔疗渌Э贫济芮邢喙。它是在实验的基础上,以理论的方法和模型研究基本粒子、原子核、原子、分子、等离子体和凝聚态物质运动的基本规律,解决学科本身和高科技探索中提出的基本理论问题。
 
主要研究方向
1. 粒子物理:利用GKZ-超几何函数方法解析计算圈图标量积分,高阶微扰修正和超出标准模型的新物理及其现象学,量子色动力学的微扰和非微扰计算。密切结合国际高能物理实验,对标准模型的新物理及其现象学开展研究。该方向人员:冯太傅、王国利、赵树民、Tiago Adorno、张海斌、宁国柱、张印杰、阎玉立、王亚乾。
2. 引力、宇宙学和超弦:研究时空和引力的相互联系和制约、宇宙的起源、形成和归宿。将引力和量子力学结合起来,研究引力的量子化,以期获得黑洞熵和信息疑难甚至宇宙起源的物理解释。运用或提出新的引力理论,研究暗物质本质和宇宙加速膨胀。运用引力和规范之间的对偶,研究费米气体和超导现象。该方向人员:杨荣佳、肖勇、宋玉书。
3. 材料物理:采用分子动力学、蒙特卡罗数值模拟以及基于密度泛函理论的第一性原理等方法开展脉冲激光烧蚀沉积动力学研究,计算材料的原子结构和电子性质并探索材料力热光电磁等物理性质。纳电子器件、纳热电器件及自旋电子学等。该方向人员:关丽、王瑞宁。
 
代表性科研成果
       课题组近年来获得国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年基金项目、河北省自然科学基金项目等多项国家级省部级科研项目的资助,并发表SCI论文100余篇。近来取得以下代表性科研成果:
1. 在量子场论中的费曼积分计算方法研究方面,提出了超几何函数方法来计算费曼积分,证实了超几何函数方法与费曼参数化方法在计算费曼圈积分上的等价性,利用超几何函数方法可以解决费曼振幅圈图积分中的发散问题。给出了单圈B0函数、C0函数、双圈真空图与日落图及三圈自能图标量积分的超几何函数表示的在相应收敛区间的解析表达式,以及该表达式满足的齐次线性偏微分方程组。利用费曼积分的Mellin-Barnes表示,通过Miller变换,得到了费曼积分满足的GKZ超几何偏微分方程组,进而利用三角剖分构造了费曼积分的多重超几何级数表达式。相关成果发表在Nucl. Phys. B 927 (2018) 516–549;940 (2019) 130-189; 953 (2020) 114952。
2. 在超对称模型新物理唯象学研究方面,在U(1)X规范群拓展下的超对称模型中,详细研究了暗物质候选者标量中微子,相关成果发表在J. High Energy Phys. 02 (2020) 130。在μν超对称标准模型中,研究了上帝粒子希格斯玻色子稀有衰变过程与muon磁偶极矩的双圈辐射修正,相关成果发表在J. High Energy Phys. 04 (2020) 002。在U(1)B-L规范群拓展下的超对称模型中,详细研究了中子、重夸克、电子的电偶极矩及电弱重子产生过程,相关成果发表在J. High Energy Phys. 04 (2020) 013与Eur. Phys. J. C 80 (2020) 210。
3. 计算了重夸克偶素中重夸克的速率n次幂的平均值(期待值),研究发现粲夸克的速率及其幂次的值很大,说明粲偶素的相对论效应大,同时也说明其QCD修正也大。与低激发态和基态相比,高激发态的相对论修正更大。相关成果发表在Phys. Rev. D 101 (2020) 116011.
4. 在外电磁场作用下量子电动力学的真空不稳定性和真空极化效应方面的研究取得成果。研究了由平方反比电场引起的最基本的零阶量子过程,给出了该恒定非均匀电场中的一个精确非微扰计算的新实例,研究了其真空不稳定性的相关物理量,成果发表在Eur. Phys. J. C 80 (2020) 88。另外,还研究了从恒电磁场填充的真空到库仑场源的线性磁响应,该磁响应由真空极化引起并可用二阶极化张量描述,成果发表在Eur. Phys. J. C 80 (2020) 308。
5. 对量子引力的全息性质进行研究,发现黑洞和1+1维的量子力学系统有相似的热力学行为,宇宙早期很可能经历了一个从二维到四维的演化阶段。研究结果表明有效时空维数,全息熵,物态方程和时空标度各向异性之间存在着密切的联系。相关论文发表在Phys. Rev. D 101 (2020) 046020。
6. 引力波的观测检验,是人类认识自然规律的一大里程碑。 首次研究了共形引力的引力波解, 推导得到共性引力的引力波方程,计算出引力波的能量动量张量,为将来的共性引力波能量辐射和相关天文观测打下了理论基础。相关成果发表在Phys. Lett. B 784 (2018) 212。黑洞熵和能量是基础物理研究的热点问题。我们把新的视界第一原理推广到 f(R)理论,研究发 现新的视界第一原理在 f(R)理论中仍然成立,而且同时得到黑洞熵和能量的一般计算公式;作为应用,我们首次计算了四类f(R)理论中的黑洞的熵和能量。该研究为 f(R)引力的黑洞熵和能量提供了一种新的计算方法。相关成果发表在Eur. Phys. J. C 78 (2018) 682。研究了高维黑洞的吸积问题,计算发现黑洞质量、时空维数和电荷满足的限制关系,暗示背后可能存在某种深刻的物理原理。相关成果发表在Eur. Phys. J. C 79 (2019) 367。
 
标志性项目列表
1. 标准模型及新物理中的精密计算,国家自然科学基金重点项目,2016-2020。                         
2. 束缚态的理论研究,国家自然科学基金面上项目,2016-2019。
3. 双圈图标量积分的解析分析,国家自然科学基金面上项目,2013-2016。
4. 暗能量模型的观测限制和年龄问题研究,国家自然科学基金面上项目,2013-2016。
5. 基于光谱调控、基质重构方式硅基氮化物白色荧光粉的实现及机理研究,国家自然科学基金青年项目,2019-2021。
6. 在μν超对称标准模型中B物理与Higgs物理的研究,国家自然科学基金青年项目,2018-2020。
7. (Ge,Sn)Se基范德瓦尔斯异质结的构筑及其输运性质研究,国家自然科学基金青年项目,2018-2020。
8. SU(2)高维多重态相关的中微子质量和暗物质模型研究,国家自然科学基金青年项目,2017-2019。
 
标志性论文列表
1. Evaluating Feynman integrals by the hypergeometry, Nuclear Physics B 927 (2018) 516–549.
2. The system of partial differential equations for the C0 function, Nuclear Physics B 940 (2019) 130-189.
3. GKZ-hypergeometric systems for Feynman integrals, Nuclear Physics B 953 (2020) 114952.
4. Scalar neutrino dark matter in U(1)XSSM, JHEP 02 (2020) 130.
5. Higgs boson decay h→Zγ and muon magnetic dipole moment in the μνSSM, JHEP 04 (2020) 002.
6. Electric dipole moments of neutron and heavy quarks in the B-LSSM, JHEP 04 (2020) 013.
7. Electroweak baryogenesis and electron EDM in the B-LSSM, Eur.Phys.J. C 80 (2020) 210.
8. Electron and muon (g−2) in the B-LSSM, J. Phys. G. 47 (2020) 055004.
9. Average speed and its powers v^n of a heavy quark in quarkonia, Phys.Rev.D  101 (2020) 116011.
10. Microscopic derivation of the Bekenstein-Hawking entropy for Schwarzschild black holes, Phys.Rev.D 101 (2020) 046020.
11. Vacuum instability in a constant inhomogeneous electric field: a new example of exact nonperturbative calculations, Eur. Phys. J. C 80 (2020) 88.
12. Magnetic response from constant backgrounds to Coulomb sources, Eur. Phys. J. C 80 (2020) 308.
13. Gravitational waves in conformal gravity, Phys. Lett. B 784 (2018) 212.
14. Horizon thermodynamics in f(R) theory, Eur. Phys. J. C 78 (2018) 682.
15. Constraints from accretion onto a Tangherlini–Reissner–Nordstrom black hole, Eur. Phys. J. C 79 (2019) 367.
 
人才培养
       近年来,培养了多名优秀毕业生。博士毕业生毕业后多进入高校从事教学与科研活动。硕士毕业生毕业后去向:考入中科院理论所、中科院高能所、高校等继续攻读博士学位,部分进入华为、IBM、浦发银行等企业从事研发与管理工作,部分进入中学担任教师或在政府部门担任公务员。
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