粒子物理与原子核物理专业硕士研究生培养方案

（学科专业代码：070202　授予理学硕士学位）

一、学科专业简介

粒子物理与原子核物理专业包含如下研究方向：粒子物理、相对论重离子碰撞物理、夸克物质物理、相对论重离子碰撞实验以及高能碰撞唯象学。本专业方向是以国内及国际大型加速器及宇宙线实验为依托，在粒子物理方向，从理论和实验两方面研究物质的最基本构成、性质、相互作用及其规律；在原子核物理方向，研究内容包括GeV至TeV能区的重离子碰撞， 在理论上涉及高能重离子碰撞动力学及形成夸克物质的机理，粒子碰撞与粒子产生物理模型，夸克物质信号的预言；实验研究包括高能核－核碰撞的实验数据处理；高能核－核碰撞实验计算机模拟与物理分析；粒子探测新技术与数据获取技术研发，核电子学以及新型探测器的研发和研制，探测器软件研发及网格计算技术在实验模拟及数据分析中的应用等；目标是探寻夸克物质信号，检验格点量子色动力学（QCD）的预言，研究TeV能区的新物理。本专业方向有长期的理论和实验研究基础，师资力量雄厚，有良好的国际国内合作环境，“粒子物理研究所”、“湖北省高能物理重点实验室”及教育部批准建设的“夸克与轻子物理重点实验室”提供了科学研究环境的有效保障。

二、培养目标

掌握坚实的粒子物理与原子核物理基础和系统的专门知识，熟悉粒子物理与原子核物理专业有关方向的国内外研究历史、现状和发展方向，掌握一门外语，具有从事科学研究、高等学校教学工作或独立担负有关专门技术工作能力，成为德智体全面发展，适应社会主义现代化需要的高层次人才。

三、研究方向简介

四、学习年限

粒子物理与原子核物理专业修年限为2至3年。

五、课程设置与学分

实行学分制，要求总学分为36-38学分，具体课程设置见附表。

六、实践环节

粒子物理与原子核物理专业硕士生的教学实践，一般安排在第二学年。内容是协助本专业主讲教师为本科生学士学位专业主干课作辅导答疑；主持习题课；指导实验课；协助指导本科生论文写作。成绩合格者，计1学分。

每个硕士生参加必须参加本学科的学术活动8次以上，至少1次必须是校外学术活动，每次都要有1千字以上的学习报告（由导师和导师组规定具体要求），并填写《华中师范大学硕士研究生学术活动考核表》。成绩合格者，计1学分。

七、科学研究

1、本专业硕士生在校期间应至少完成1篇课程论文，2篇学术论文达到期刊发表的水平，其中应至少有一篇在国内核心刊物公开发表。

2、本专业硕士生至迟应在第四学期中确定学位论文题目，通过学位论文开题报告，并订出学位论文工作计划，论文开题报告一般定在第五学期。

八、学位论文

本专业硕士生学位论文选题及学术要求为：

1、学术性。研究理论物理学当前关注的有意义的课题，致力于解决其中的某个或一部分问题。

2、新颖性。提出有新意的理论思想，或提出有新意的物理观点，或按照基本理论对物理现象做出新的解释，或建立有新特点的研究方法。

3、工作量。论文应反映硕士生有大约一年时间致力于学位论文相关的工作。

4、全面性。较全面地对硕士生的综合能力作训练。

九、培养方式与方法

采取理论学习和科研相结合，导师指导和课题小组集体指导、培养相结合，经常参加国内学术交流会议，充分发挥导师的指导作用和研究生的主动性，以灵活的方法，着力培养研究生的科研能力和独立工作能力，并力求进取和创新。

十、其它

1、凡以同等学力或跨学科录取的硕士生，均须补修本科大学主干课程至少4门。并且考试须同堂同卷。不计学分。

2、本专业硕士生必须认真阅读“本专业硕士生必读书目”所规定的书籍，并认真做好笔记；导师定期检查硕士的阅读笔记，并根据其笔记，评定成绩。

3、本专业硕士生在学期间，至少参加一次学术活动（学术讲座、学术报告会、学术会议等），并将有关情况记入《华中师范大学研究生参加学术活动登记表》。学业结束前，由导师对其进行考评。

4、凡本培养方案规定标准以及有关要求，按《华中师范大学研究生参加考核及成绩管理的暂行规定》执行。

5、每位硕士生须根据专业培养方案。在导师的指导下，结合本人实际，在入学半年内，制订出个人培养（学习）计划。个人培养（学习）计划经导师和专业指导组组长审定后，报院、系、所和研究生处备案。

6、本专业硕士生培养方案和个人培养计划完成与否，是审定本专业硕士能否毕业和授予学位的基本依据。

课程设置表：

粒子物理与原子核物理硕士研究生专业课程内容简介

课程编号：112107020201 课程名称：粒子物理

总学时：51 学分：3 开课学期：2

开课单位：物理学院 任课教师：刘峰、殷中宝

内容概要：基本 子的性质与分类、SU（3）对称性；深度非强与部分子模型；夸克与胶子及其相互作用；弱作用的统一、标准模型；粒子物理的爱期发展

主要参考书：

1、刘连寿编：《粒子物理学》，高教出版社1989年

2、I.S.Hughes, Elementary Particles, Cambridge, 1968

3、D.H.Perkins, Introduction to High Energy Physics Combridge, 2000

预修课程：高等量子力学、群论

课程编号：112107020101 课程名称：高等量子力学

总学时：51 学分：3 开课学期：1

开课单位：物理学院 任课教师：吴元芳、刘连寿、周代梅

内容概要：量子力学基本原理，希尔伯特空间；空间变换的生成元、诺特定理；投影算符与密度矩阵；空间平移与转动、对称与守恒率；量子体系的时间演化；量子力学的绘景；路径积分量子化；自旋；相干态；二次量子化；散射理论；半径风近似；相对论性量子力学

主要参考书：

1、刘连寿编《高等量子力学（参考资料）》，华中师范大学粒子所

2、E.Merzbacher: Quantum Mechanics, New York.1970

3、曾谨言：《量子力学》卷II，科学出版社1993

课程编号：112207020101 课程名称：量子场论II

总学时：51 学分：3 开课学期：2

开课单位：物理学院 任课教师：杨亚东、张本威

内容概要：非阿贝规范场的量子化；规范场论理论的重整化；重整化群方法；量子色动力学；

弱作用；电磁作用的统一规范理论；大统一理论。

主要参考书：

1、戴元本，《相互作用的规范理论》，科学出版社， 2005, 第二版。

2、Ta-pei Cheng, Ling-Feng li, Gauge Theory of Elementary Particle Physics, Oxford, 1984

预修课程：量子场论、量子统计。

课程编号：112107020204 课程名称：高能物理实验方法

总学时：51 学分：3 开课学期：1

开课单位：物理学院 任课教师：周代翠、殷中宝、李治明

课程编号：112107020102 课程名称：群论

总学时：51 学分：3 开课学期：1

开课单位：物理学院 任课教师：刘复明、池丽平、徐春成

内容概要：群的基础知识；群表示论；置换群；李群；李代群；半单李代数；李群和李代群的表示；转动群和么模么正群。

主要参考书：《物理学中的群论基础》，[印]A.W.约什 著

预修课程：量子力学、高等代数

课程编号：112107020103 课程名称：量子场论I

总学时：51 学分：3 开课学期：1

开课单位：物理学院 任课教师：王恩科、侯德富、张汉中

内容概要：场的正则量子化；协变微扰论；量子场论中重整化方法；QED；某些基本过程的反应截面。

主要参考书：

1、《现代量子场论导论》，裘忠平著

2、M.E.Peskin & D.V.Schroeder, An Introduction to Quantum Field Theory.

3、Bjorken, Relativistic Quantum Field Theory

4、C.Itgykson and J.L.Zuber, Quantum Field Theory.

5、G.G.Harris APedestrian, Approach to Quantum Field Theory, Wiley-Intersciend, 1968

预修课程：高等量子力学、群论

课程编号：112107020104 课程名称：量子统计

总学时：51 学分：3 开课学期：2

开课单位：物理学院 任课教师：杨纯斌、付菁华

内容摘要：量子统计基本原理；简单气体的基本理论；理想玻色子系统；理想费米子系统；相互作用系统的统计力学；量子场统计；相变：临界性、普适性与标度。

主要参考书：

1、R.K.Pathria, Statistical Mechanics

2、张先蔚《量子统计学》，中国科大出版社

3、《量子统计物理学》，北京大学出版社，1987年

4、《统计物理现代教程》，[美国] L.E.雷克，北京大学出版社

5、Kerson Huang, Statistical Mechanics

课程编号：112107020126 课程名称：温度场论

总学时：51 学分：3 开课学期：2

开课单位：物理学院 任课教师：侯德富、王恩科、金猛

内容概要：温度场论基础；温度场论中的朴素微扰理论及其应用；硬热圈；有效微扰论；等离子体的集体性质；有限温度下的重整化群。

主要参考书：

1、李家荣，《夸克物质导论》，湖南教育出版社1989年

2、M.Le Bellae, Thermal Field Theory, Cambrige, 1996

3、J.I.Kapusta, Finite Temperature Field Theory, Cambrige, 1989

4、李家荣，《夸克物质非线性非阿贝尔非平衡性质》，湖北科技出版社，2006

预修课程：量子场论、量子统计。

课程编号：112107020123 课程名称：高能碰撞多粒子产生

总学时：51 学分：3 开课学期：3

开课单位：物理学院 任课教师：刘连寿、吴元芳

内容概要：高能碰撞多粒子末态的运动学变量；多粒子产生的主要实验现象；多重数分布的特片与统计模型；短程关联与团模型；负二项式分布与Clan模型；多重数矩与生成孙数方法；H矩振荡；几种主要的事件产生器。

主要参考书：

1、刘连寿、吴元芳《高能碰撞多粒子产生》，上海科技出版社1998

2、E.Byckling, K.Kajantie, Kinematics, John Wioley&Sons, 1973

预修课程：高等量子力学、粒子物理

课程编号：112107020124 课程名称：高能物理中的非线性现象

总学时：51 学分：3 开课学期：3

开课单位：物理学院 任课教师：吴元芳、付菁华

内容概要：混沌；分岔；非线性动力系统；分形、多重分形；间歇

主要参考书：

1、T.Viczek, Partcle Growth Phenomena, World Scientific, 1989

2、R.C.Hilborn, Chaos and Nonlinear Dynamics, Oxford, 1994

3、郝柏林，《从抛物线谈起》，上海科技出版社, 1998

4、刘连寿、吴元芳：《高能碰撞多粒子产生》，上海科技出版社, 1998

预修课程：粒子物理、高能碰撞多粒子产生

课程编号：112107020125 课程名称：核环境中的微扰QCD

总学时：34 学分：2 开课学期：3

开课单位：物理学院 任课教师：王恩科、张本威

内容概要：QCD基础；因子化定理；QCD 演化方程和重求和；高能碰撞中的核效应现象过程；扭度4过程的因子化；核铲应的PQCD阐释。

主要参考书：粒子所汇编资料

课程编号：112107020127 课程名称：相对论动力论与流体力学

总学时：34 学分：2 开课学期：3

开课单位：物理学院 任课教师：李家荣、郑小平

内容概要：相对论动力论基础；协变维格勒函数；输运方程；Chapman-Enskog近似；流体力学方程。

主要参考书：

1、Landau, Lifshitz, Physics, Pergamon Press

2、S.R.de Groot et al., Relativistic Kinetic Theory, North-Holland 1980

预修课程：量子场论、量子统计。

课程编号：112107020129 课程名称：高能实验数据处理

总学时：34 学分：2 开课学期：3

开课单位：物理学院 任课教师：刘峰、殷中宝

内容概要：高能物理实验的探测器简介；高能物理实验电子学；高能实验的离线与在线分析

主要参考书：

1、唐孝威主编，《粒子物理实验方法》，人民教育出版社。

2、唐孝威等，《正负电子物理》。

3、R.C.Fershow, Introduction to experimental particle physics

4、《实实验的数学处理》，科学出版社，李惕焙著

课程编号：111107110104 课程名称：相变和临界现象

总学时：34 学分：2 开课学期：3

开课单位：物理学院 任课教师：杨纯斌

内容摘要：相变，关联函数，Ising模型，坐标空间重整化，平均场理论，良道模型

主要参考书：

1.J.JBinney，N.J.Dowrick，A..J.Fisher，M.E.J Newman，The Theory of Critical Phenomena.

2.Yuli M.Ivanchenko，A.A.Lisyansky，Physics of Critical Fluetuations

3.Jean Zinn-Justin，Quantum Field Theory and Critical Phenomena

预修：统计物理、量子场论