本(ben)(ben)學科(ke)(ke)參考國(guo)際(ji)理(li)(li)論(lun)(lun)物理(li)(li)學科(ke)(ke)特點，以高(gao)能理(li)(li)論(lun)(lun)及相關(guan)方(fang)向為主(zhu)線，同(tong)時兼顧(gu)我國(guo)國(guo)內的(de)(de)(de)特點，發(fa)展(zhan)統(tong)(tong)計(ji)(ji)物理(li)(li)和數(shu)學物理(li)(li)等(deng)(deng)方(fang)向。圍繞著這些(xie)領(ling)(ling)域(yu)所開展(zhan)的(de)(de)(de)理(li)(li)論(lun)(lun)物理(li)(li)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)，是(shi)理(li)(li)論(lun)(lun)物理(li)(li)學在當(dang)前以及以后(hou)(hou)相當(dang)長(chang)時期的(de)(de)(de)任(ren)務和發(fa)展(zhan)趨勢。金宝搏入口188理(li)(li)論(lun)(lun)物理(li)(li)學科(ke)(ke)涵蓋(gai)弦/M理(li)(li)論(lun)(lun)、引力(li)(li)與宇宙學、數(shu)學物理(li)(li)、基本(ben)(ben)粒(li)子物理(li)(li)理(li)(li)論(lun)(lun)和統(tong)(tong)計(ji)(ji)物理(li)(li)等(deng)(deng)相關(guan)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)領(ling)(ling)域(yu)，是(shi)國(guo)內目前比較全面(mian)且整體實力(li)(li)不(bu)錯的(de)(de)(de)少(shao)數(shu)幾個研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)單(dan)位(wei)之一(yi)(yi)。在這些(xie)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)方(fang)向上，本(ben)(ben)學科(ke)(ke)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)人員已取得一(yi)(yi)些(xie)創新性的(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)成果，也(ye)積累了(le)較為豐富的(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)經(jing)驗,具備(bei)(bei)了(le)進一(yi)(yi)步開展(zhan)創新性研(yan)(yan)(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)基礎。此外，學科(ke)(ke)目前在弦論(lun)(lun)、數(shu)學物理(li)(li)、引力(li)(li)理(li)(li)論(lun)(lun)、宇宙學、粒(li)子物理(li)(li)理(li)(li)論(lun)(lun)和統(tong)(tong)計(ji)(ji)物理(li)(li)等(deng)(deng)領(ling)(ling)域(yu)也(ye)都有優(you)秀的(de)(de)(de)年輕后(hou)(hou)備(bei)(bei)力(li)(li)量,具有不(bu)錯的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)潛力(li)(li)。

　　從物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)深(shen)層(ceng)次(ci)結構和宇(yu)宙(zhou)大尺(chi)度(du)物(wu)理規(gui)(gui)律探討的(de)(de)(de)角度(du)，近(jin)期(qi)的(de)(de)(de)天文觀(guan)測, 尤其是(shi)近(jin)期(qi)Planck數(shu)據, 確定了(le)(le)我們宇(yu)宙(zhou)現(xian)階(jie)段的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)組(zu)分(fen)為：構成如(ru)通(tong)常(chang)原子(zi)(zi)(zi)、分(fen)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)普通(tong)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)僅占(zhan)約5%，暗(an)(an)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)占(zhan)27%，暗(an)(an)能(neng)量占(zhan)68%。現(xian)有的(de)(de)(de)以(yi)粒(li)子(zi)(zi)(zi)物(wu)理標(biao)準(zhun)(zhun)模型(xing)為基礎的(de)(de)(de)物(wu)理規(gui)(gui)律僅能(neng)描述物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)世界中(zhong)不(bu)到5%的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)，對占(zhan)宇(yu)宙(zhou)總物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)成分(fen)95%的(de)(de)(de)暗(an)(an)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)、暗(an)(an)能(neng)量的(de)(de)(de)基本性質(zhi)(zhi)(zhi)幾(ji)乎是(shi)一(yi)無所知(zhi)。另(ling)外(wai)，粒(li)子(zi)(zi)(zi)物(wu)理標(biao)準(zhun)(zhun)模型(xing)也無法(fa)解(jie)釋(shi)5%的(de)(de)(de)普通(tong)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)在(zai)宇(yu)宙(zhou)中(zhong)呈現(xian)的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)-反物(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)不(bu)對稱(cheng)性；宇(yu)宙(zhou)學標(biao)準(zhun)(zhun)模型(xing)回答不(bu)了(le)(le)宇(yu)宙(zhou)極早期(qi)的(de)(de)(de)過程如(ru)暴漲以(yi)及(ji)原初(chu)擾(rao)動(dong)產生機制等(deng)。對上述問(wen)題的(de)(de)(de)深(shen)入理解(jie)和認(ren)識，尤其是(shi)暗(an)(an)能(neng)量的(de)(de)(de)本質(zhi)(zhi)(zhi)問(wen)題，需要(yao)一(yi)個成功的(de)(de)(de)基本量子(zi)(zi)(zi)引(yin)力(li)(li)理論(lun)。另(ling)外(wai)，雖然LHC基本確定了(le)(le)Higgs粒(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)存在(zai)并使其提出者獲得了(le)(le)2013年諾(nuo)貝(bei)爾(er)物(wu)理學獎, 但對其更深(shen)層(ceng)次(ci)的(de)(de)(de)理解(jie)以(yi)及(ji)解(jie)決粒(li)子(zi)(zi)(zi)物(wu)理標(biao)準(zhun)(zhun)模型(xing)所面臨的(de)(de)(de)挑戰仍(reng)需要(yao)一(yi)個包括引(yin)力(li)(li)在(zai)內的(de)(de)(de)完善的(de)(de)(de)相(xiang)互(hu)作用(yong)統(tong)一(yi)理論(lun)。

　　超弦(xian)/M-理論(lun)是(shi)目前(qian)已知的(de)(de)(de)(de)(de)唯一能(neng)將廣義相(xiang)對論(lun)和量子力學(xue)成功統一起來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)理論(lun)，被公認(ren)為(wei)是(shi)量子引力理論(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)力候選者(zhe)，其發展對人們對客觀世界(jie)基(ji)本規律(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)認(ren)識(shi)已經產(chan)生(sheng)非常深刻的(de)(de)(de)(de)(de)、革命(ming)性的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。因此(ci)，它的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)(jiu)可幫(bang)助我們認(ren)識(shi)相(xiang)互作用的(de)(de)(de)(de)(de)本質，時空(kong)本質及(ji)暗能(neng)量的(de)(de)(de)(de)(de)本質，揭(jie)示深層次的(de)(de)(de)(de)(de)物質結構、大(da)(da)尺度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)物理規律(lv)以及(ji)宇宙的(de)(de)(de)(de)(de)起源和演化。國(guo)(guo)內目前(qian)在該方(fang)(fang)向研究(jiu)(jiu)(jiu)積累和研究(jiu)(jiu)(jiu)力量雖然近(jin)期(qi)有(you)(you)所(suo)提高，但仍(reng)相(xiang)對薄(bo)弱(ruo)，從另一方(fang)(fang)面，這(zhe)也為(wei)國(guo)(guo)內超弦(xian)/M-理論(lun)界(jie)以及(ji)相(xiang)關(guan)領域提供了一個迎頭趕上、甚至做出有(you)(you)重大(da)(da)影響(xiang)工作的(de)(de)(de)(de)(de)機會。中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)科技大(da)(da)學(xue)是(shi)開展該方(fang)(fang)向研究(jiu)(jiu)(jiu)較早(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)高校(xiao)之一，率先成立(li)了以弦(xian)/M理論(lun)及(ji)相(xiang)關(guan)專題位主要研究(jiu)(jiu)(jiu)方(fang)(fang)向的(de)(de)(de)(de)(de)交叉學(xue)科理論(lun)研究(jiu)(jiu)(jiu)中(zhong)(zhong)心，是(shi)目前(qian)國(guo)(guo)內該領域研究(jiu)(jiu)(jiu)力量最強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)單位。

研究方(fang)向

　　1) 超(chao)弦/M-理論、引(yin)力及宇宙學

　　2) 量子(zi)場(chang)論、基本粒子(zi)理論及唯(wei)象(xiang)學

　　3) 統(tong)計物理、凝聚(ju)態理論、量子力學原理及應用。

師(shi)資力量

　　本學科現有在崗(gang)教授9人，在崗(gang)副教授10人，在崗(gang)講(jiang)師1人。其中國(guo)家基金委優秀青年基金獲得者(zhe)2人。 目(mu)前總計(ji)在(zai)職教研(yan)人員20人，已經形成超弦(xian)/M理(li)論(lun)、引力及宇宙學，量(liang)子(zi)場論(lun)、基(ji)本(ben)粒(li)子(zi)理(li)論(lun)與(yu)唯(wei)象學，統計(ji)物(wu)理(li)、凝聚態(tai)理(li)論(lun)、量(liang)子(zi)力學原理(li)及應用(yong)等穩定(ding)而又(you)有特色的學科方向。

學科青年人才的(de)部分(fen)重(zhong)要研究(jiu)成(cheng)果

　　1) 黃民(min)信教授在(zai)拓撲弦方(fang)面的(de)幾個(ge)重要工作

　　? 系統地(di)研究了局域Calaba-Yau流形(xing)上的Refined Topological strings，發展(zhan)了多種計算方法，提出了Refined holomorphic anomaly equation并被證實，該工作得到拓撲弦(xian)創始人之一(yi)哈佛Vafa教授的引用和(he)好評。

　　  “Refined stable pair invariants for E-, M- and [p, q]-strings,” JHEP 1311, 112 (2013)

　　? 提出了計算一類Elliptic Calabi-Yau流形(xing)上拓撲弦(xian)的新方法，是這個問(wen)題(ti)(ti)目前國(guo)際(ji)(ji)上最好的結果，給出了很高虧(kui)格(ge)(genus) 的配(pei)分函數(shu)，其在(zai)黑洞熵等物理問(wen)題(ti)(ti)有廣泛應用，對相關的代數(shu)幾何(he)理論(lun)(lun)的發展提供依據。因(yin)此(ci)受邀在(zai)2015年國(guo)際(ji)(ji)弦(xian)論(lun)(lun)大(da)會做報告。

　　  “Topological String on elliptic CY 3-folds and the ring of Jacobi forms,” JHEP 1510, 125(2015).

　　? 提出了一(yi)類量子力學系統(tong)的(de)(de)精確量子化條件(jian)，得到(dao)了PRL審稿人的(de)(de)認可(ke)。相(xiang)關的(de)(de)系列工作建立了量子力學、幾何和拓(tuo)撲(pu)的(de)(de)一(yi)個新聯系。

　　　 “New Exact Quantization Condition for ToricCalabi-Yau Geometries,” Phys. Rev. Lett 115, 121601 (2015). 

　　2) 基(ji)(ji)金委優(you)秀青年(nian)基(ji)(ji)金獲得者(zhe)李明(ming)哲(zhe)教(jiao)授在極(ji)早期宇(yu)宙(zhou)和(he)原(yuan)初(chu)(chu)擾(rao)動產生機(ji)(ji)制(zhi)方面(mian)的(de)(de)(de)工作，提(ti)出(chu)了(le)新的(de)(de)(de)Ekpyrotic宇(yu)宙(zhou)學(xue)(xue)模(mo)(mo)型(xing)[PLB724 (2013) 192-197]。現有(you)的(de)(de)(de)標(biao)準(zhun)極(ji)早期宇(yu)宙(zhou)模(mo)(mo)型(xing)（暴漲宇(yu)宙(zhou)學(xue)(xue)）存在兩(liang)大問題(ti)：1）宇(yu)宙(zhou)的(de)(de)(de)起源問題(ti)， 2）宇(yu)宙(zhou)的(de)(de)(de)多(duo)重性問題(ti)。為(wei)解(jie)決這些問題(ti)，普林(lin)斯(si)頓大學(xue)(xue)Einstein講席(xi)教(jiao)授 Steinhardt （2002年(nian)Dirac獎(jiang)）及其(qi)合(he)作者(zhe)提(ti)出(chu)了(le)所謂的(de)(de)(de) Ekpyrotic 宇(yu)宙(zhou)學(xue)(xue)，使(shi)得宇(yu)宙(zhou)在極(ji)早期處于收縮狀態，避免(mian)暴漲圖像的(de)(de)(de)問題(ti)，但該宇(yu)宙(zhou)學(xue)(xue)也存在原(yuan)有(you)機(ji)(ji)制(zhi)產生的(de)(de)(de)原(yuan)初(chu)(chu)密(mi)度(du)擾(rao)動非高斯(si)性過大，與觀測不符以及機(ji)(ji)制(zhi)本身不穩定等問題(ti)。 李明(ming)哲(zhe)通過引進非最小耦合(he)而提(ti)出(chu)的(de)(de)(de)新的(de)(de)(de)Ekpyrotic宇(yu)宙(zhou)學(xue)(xue)模(mo)(mo)型(xing)克服了(le)原(yuan)有(you)Ekpyrotic宇(yu)宙(zhou)模(mo)(mo)型(xing)中的(de)(de)(de)困難(nan)，獲得：近標(biao)度(du)不變的(de)(de)(de)原(yuan)初(chu)(chu)密(mi)度(du)擾(rao)動；滿(man)足(zu)高斯(si)型(xing)統計；機(ji)(ji)制(zhi)穩定，無需(xu)精(jing)細調節；對Ekpyrotic勢函數無嚴格限制(zhi)等。 該模(mo)(mo)型(xing)獲得了(le)Steinhart及其(qi)合(he)作者(zhe)進一(yi)步的(de)(de)(de)推廣(guang)和(he)應用，且被 Planck 實(shi)驗組2015有(you)關非高斯(si)性論文(wen)的(de)(de)(de)引用。

　　3) 基金委優秀(xiu)青年基金獲得者丁桂(gui)軍(特(te)任)教(jiao)授(shou)在味物理與廣(guang)義(yi)CP對稱性方(fang)面的幾(ji)個(ge)重要工作。

CP破壞(huai)是宇宙(zhou)中物(wu)質-反物(wu)質不對(dui)(dui)(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)的(de)動力(li)學根(gen)源之。如何從對(dui)(dui)(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)性(xing)(xing)理(li)解(jie)CP破壞(huai)的(de)物(wu)理(li)來源？ 針對(dui)(dui)(dui)這些問(wen)題，丁(ding)桂軍及其合作者(zhe)提(ti)出了模(mo)型無關分(fen)析(xi)廣義(yi)CP 對(dui)(dui)(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)性(xing)(xing)和(he)味(wei)對(dui)(dui)(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)性(xing)(xing)的(de)唯象預言(yan)的(de)基本方法和(he)步驟(zou)。所有的(de)混合角(jiao)和(he)CP位(wei)相(xiang)(xiang)都只依賴(lai)于(yu)一個(ge)共同的(de)實參(can)數(shu)，對(dui)(dui)(dui)于(yu)低階的(de)味(wei)對(dui)(dui)(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)群(qun)A4 、S4 ，CP只能是最大破壞(huai)或者(zhe)守恒。 從廣義(yi)CP對(dui)(dui)(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)性(xing)(xing)能夠很(hen)好擬合輕(qing)(qing)子(zi)(zi)混合角(jiao)，且預言(yan)輕(qing)(qing)子(zi)(zi)CP位(wei)相(xiang)(xiang)。 構造了具(ju)有CP 對(dui)(dui)(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)性(xing)(xing)和(he)A4、S4以及Δ(48)味(wei)對(dui)(dui)(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)性(xing)(xing)的(de)物(wu)理(li)模(mo)型[JHEP 1305, 084 (2013)，JHEP 1312(2013)006，JHEP06(2014)023, NPB881(2014)206，PRD91 (2015)3,033003]。系(xi)統地分(fen)析(xi)了D(6n2)味(wei)對(dui)(dui)(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)群(qun)和(he)廣義(yi)CP對(dui)(dui)(dui)稱(cheng)(cheng)(cheng)性(xing)(xing)對(dui)(dui)(dui)輕(qing)(qing)子(zi)(zi)味(wei)混合和(he)0nbb衰變的(de)理(li)論預言(yan) [JHEP 1412(2014)007]。

　　4) 鄧友金教授在(zai)統計(ji)物(wu)理相關領域的(de)幾個重要工作(zuo)

　　? 正則系綜下的有限尺寸(cun)標度律

臨界點物(wu)(wu)理(li)(li)系統的(de)(de)關(guan)聯(lian)長度發散意味著臨界行為在(zai)不同系綜下(xia)的(de)(de)不同。我們發現(xian)： 1.有(you)別(bie)于(yu)Fisher重正(zheng)化的(de)(de)正(zheng)則(ze)(ze)系綜臨界有(you)限尺度標(biao)度機制；2.對一(yi)些普(pu)適(shi)的(de)(de)無量(liang)(liang)綱物(wu)(wu)理(li)(li)量(liang)(liang)，正(zheng)則(ze)(ze)與巨正(zheng)則(ze)(ze)的(de)(de)值將不同，但仍普(pu)適(shi)。對于(yu)逾滲模型，一(yi)些普(pu)適(shi)的(de)(de)物(wu)(wu)理(li)(li)量(liang)(liang)在(zai)正(zheng)則(ze)(ze)系綜下(xia)將變成非普(pu)適(shi)量(liang)(liang)。論文(wen)(wen)發表在(zai)JPA 45 494006 (2012)和 NPB 898 157 (2015). JPA論文(wen)(wen)被(bei) IOP評為2012年(nian)審稿人推薦的(de)(de)高質量(liang)(liang)文(wen)(wen)章,并因此在(zai)2014年(nian)度計算物(wu)(wu)理(li)(li)大會（波士頓）做邀請(qing)報告。

　　? 量子(zi)臨界動力學

　　1.量子臨界(jie)普(pu)(pu)適(shi)導電(dian)(dian)率及(ji)規范(fan)場(chang)/引力場(chang)對偶(ou)猜想(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)數值(zhi)檢驗,給出(chu)了玻色子臨界(jie)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)導率-頻(pin)率曲(qu)線。規范(fan)場(chang)/引力場(chang)對偶(ou)猜想(xiang)(xiang)在(zai)(zai)凝聚(ju)態體(ti)系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用得到可靠而嚴格的(de)(de)(de)(de)(de)檢驗,論文(wen)發(fa)表在(zai)(zai) PRL 112, 030402 (2014)，為PRL編輯推薦文(wen)章(zhang)；2.(2+1)維U(1)臨界(jie)點附近 Higgs 激(ji)發(fa)模(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)普(pu)(pu)適(shi)性測量，同時在(zai)(zai)超流相(xiang)、Mott絕緣相(xiang)及(ji)正常流體(ti)相(xiang)觀測到Higgs 激(ji)發(fa)模(mo)(mo)(mo)[PRL 110, 170403 (2013)]；3.J-Q模(mo)(mo)(mo)型的(de)(de)(de)(de)(de)解(jie)禁(jin)閉量子相(xiang)變(bian)(bian)理論方(fang)面的(de)(de)(de)(de)(de)研究。隨(sui)著(zhu)系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)增大，J-Q模(mo)(mo)(mo)型和非緊(jin)致CP1模(mo)(mo)(mo)型的(de)(de)(de)(de)(de)臨界(jie)流逐漸分開，但各(ge)自表現出(chu)了標度不變(bian)(bian)性的(de)(de)(de)(de)(de)違背，表明至少在(zai)(zai)其中一個系(xi)(xi)統中二級相(xiang)變(bian)(bian)是不太可能的(de)(de)(de)(de)(de)[PRL 110, 185701 (2013)]。

　　? 圖形蒙特卡洛方(fang)法

　　1.二維(wei)費米－哈伯德模型(xing)的基態相圖(tu)。費米-哈伯德模型(xing)是關聯多體(ti)體(ti)系(xi)最簡單(dan)和重要的模型(xing)之(zhi)一(yi)，存在豐(feng)富物相。利用圖(tu)形蒙特(te)卡洛方法 (DMC)，我(wo)們得(de)到(dao)了二維(wei)的部分基態超導相圖(tu)[EPL 110, 57001 (2015)；arXiv1505.02290].

DMC核心思想是對(dui)數目繁多(duo)的(de)費曼(man)圖(tu)及內(nei)部(bu)變量(liang)進行(xing)抽樣。它(ta)是一(yi)個(ge)正在發(fa)展的(de)新方法(fa)，我們是目前為數不(bu)多(duo)的(de)國際研究組(zu)之一(yi)；2.自旋－軌道耦(ou)合超冷量(liang)子氣體的(de)性質及相圖(tu)測定[PRL109,115301 (2012)；Nature Phys.10,314(2014)；PRL114, 105301 (2015)]。