物理学一级学科博士研究生培养方案

一、培养目标

总体要求：完成培养方案规定的课程学习任务，在各个科研环节接受专门训练，在导师指导下独立或者自主完成导师安排的科研工作，取得一定量的科研成果，毕业论文达到理学博士学位论文水平。

具体要求如下：

1.了解国内外物理学研究历史、现状和可能的发展方向；

2.能用一门外语进行学术交流和论文写作；

3.系统掌握所选择二级学科的专业基础理论和研究方法；

4.具有独立开展科学研究的能力；

5.具有从事高等学校教学、科技管理或者综合发展的能力。

二、研究方向

1.理论物理

（1）核物理理论：包括高能核物理，QCD相变理论，格点QCD，微扰QCD，重离子碰撞理论，强子结构，核结构物理，核天体物理，量子少体和多体计算。

（2）高能碰撞唯象学：高能强子－强子和核－核碰撞机制、QGP相变动力学、相变过程的逐事件关联与起伏、多奇异数重子的椭圆流、以及粒子产生模型和机制的研究。

（3）统计物理与复杂系统：远离平衡态系统的相变动力学、复杂网络的统计性质、人类动力系统的标度律。

2.粒子物理与原子核物理

（1）粒子物理：从理论和实验上研究物质的最深层次结构及其相互作用规律。紧密结合能量前沿、亮度前沿和宇宙前沿的实验进展，系统开展重味物理、CP对称性破缺、中微子质量起源机制和暗物质模型及其探测等方面的研究。

（2）相对论重离子碰撞物理：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；粒子探测技术与数据获取技术及核电子学核新型探测器研发；探寻夸克物质信号及新物理。

（3）高能核天体物理：开展核物理与致密天体物理的交叉研究，一方面基于核物理实验和理论解释并模拟高能天体物理现象；另一方面基于天文数据研究极端条件下核物理性质和限制相关的核参数。

（4）高能物理实验：高能碰撞，特别是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；粒子探测技术与数据获取技术及核电子学和新型探测器研发；硅像素探测器的性能仿真与设计，硅像素探测器读出系统设计，硅像素探测器在高能物理及其他方面的应用；探寻夸克物质信号及新物理。

3.原子分子物理

（1）原子分子的纠缠动力学：研究原子与光场相互作用的量子纠缠动力学，相变，经典混沌和分叉对量子纠缠的影响；研究分子振转态的量子纠缠行为以及分子的量子计算；多原子分子的振转能级特征和代数计算。

（2）原子分子结构与光谱：研究原子分子之间的非共价键相互作用，开展范德瓦尔斯复合物或团簇的高分辨光谱实验研究；测量和分析与天体化学和大气化学紧密相关的自由基、分子离子和具有甲基内转动的有机分子等的高分辨微波或红外光谱；研究强场中的里德堡原子理论、少体原子分子系统理论、基于原子分子的量子信息与量子计算的理论。

（3）冷原子物理：研究原子的光学冷却与囚禁，光对原子分子的力学效应,玻色-爱因斯坦凝聚等。

（4）原子与光子相互作用：原子与光子相互作用的相干控制，原子相干对光传播、吸收与放大的作用，电磁感应透明，电磁场的非经典效应，量子起伏、量子噪声与量子跳跃，腔量子电动力学，光学双稳态与光学开关，局域场效应，量子纠缠等。

4.凝聚态物理

（1）凝聚态物理理论：主要研究超冷原子的玻色爱因斯坦凝聚体的热力学和流体力性质、介观体系的输运理论、纳米线中磁畴壁动力学的理论研究、石墨烯中电子输运性质的理论研究，用第一性原理计算方法研究半导体材料的能带结构及光电性质等。

（2）低维材料物理：主要研究零维、一维、二维材料，如量子点、纳米管、石墨烯、硅烯等的生长规律及其化学物理机理、物理与应用性能等。

（3）半导体光电子物理：主要研究半导体纳米结构材料在能量存储和转换、环境净化等应用中的光电转换、电子输运等物理问题。

（4）纳米器件物理：主要研究纳米材料应用于气体传感器、生物传感器、超级电容器等器件中的物理问题。

（5）软物质与生物物理方向：1）软物质：主要研究生物大分子（蛋白质和核酸）结构及预测、药物设计、人工智能（AI）方法与技术在揭示生命现象规律中的应用。2）生物物理：主要研究细胞内生物分子之间的相互作用动力学及调控网络，研究神经细胞电生理现象；研究秀丽线虫的寿命与健康的分子机理；研究各种生物系统中的统计物理规律。

5.光学

研究光的产生、传播、探测、变换以及与物质的相互作用原理、技术及应用。

（1）量子光学和量子信息科学：研究光及其与物质相互作用的量子特性和非线性特性。研究光学微器件的原理，考察强光作用下原子的非经典性质。探讨这些量子特性在量子信息处理中的应用，设计量子通信、量子计算、量子测量的新方案。

（2）激光光谱学：研究高分辨、高灵敏、高精度的激光光谱技术，开展激光光谱技术在原子分子光谱与结构、精密测量、痕量气体探测等方面的基础和应用研究。

（3）激光物理学：研究激光的特性，提出产生新型激光的方案，并考察这些新型激光在光与物质相互作用中的应用。

6.无线电物理

本学科是近代物理学、无线电电子学、光电子学、通信及相关技术的交叉学科，主要在电子工程、通信与信息工程领域内开展基础和应用研究。主要研究领域包括通信系统与网络、光电子技术、软件无线电技术、电磁理论与应用、信号检测与处理等。

（1）通信系统与网络：主要开展移动通信系统与技术方面的应用基础研究，网络多媒体信息传输与处理的理论和应用研究，光纤通信和无线光通信技术的基础与应用研究等。

（2）光电子技术：研究光电子领域的相关理论、技术及应用，主要包括光电传感与测量、光通信、光电集成、光电信号处理与控制等。

（3）软件无线电技术：软件无线电技术是用现代化软件来操纵、控制传统的“纯硬件电路”的无线通信技术。研究具有开放式无线架构的软件无线电技术和软件无线电信号处理技术，包括高速A/D、D/A技术、DSP技术以及FFT算法，调制解调、信源/信道编码等算法及实现。

（4）电磁理论与应用：研究电磁波在复杂系统中的传播与散射特性、数值计算方法及应用；研究电磁超介质理论、仿真设计及在天线（阵）、吸波器和滤波器等射频、微波和光波器件中的应用。

（5）信号检测与处理：主要研究复杂信号检测与智能信息处理的基础理论及其应用，主要包括无线环境下网络系统的移动管理、路由控制、传输控制、流量调度及高效资源管理策略仿生建模、优化与智能控制等

7.天体粒子物理

本学科是天文学和物理学交叉和融合的学科，主要包括粒子天体物理、高能天体物理、实验室天体物理和宇宙学四个方向，分别开展如下研究内容：

（1）基于粒子物理、核物理及引力物理的基本理论和实验研究致密天体的状态、演化和剧烈活动（如星震和磁暴），并开展有关暗物质的理论研究和观测限制。

（2）开展天体剧烈爆发过程相关的光谱与光变测量、天体物理建模，具体针对超新星、伽玛射线暴、快速射电暴等天文现象。基于宇宙线、中微子、引力波及相应电磁对应体观测开展多信使天文学研究。

（3）实验室精密测量星际分子的纯转动和振动转动光谱，开展天文大数据、图像与可视化工作，创新天文研究方法和天文教育方法。

（4）通过分析宇宙微波背景辐射、Ia型超新星、宇宙大尺度结构等观测数据，研究宇宙学的现象和理论问题，发展宇宙学模型，用以描述宇宙的演化并作出相关预言。

三、基准学制、学习年限与总学分

博士生基准学制为三年，最长学习年限为六年，总学分14-18学分（16学时/学分）。其中课程学习1年（课程学习兼顾实践活动和学位论文的前期工作），论文工作时间一般不少于2年。

四、课程设置

实行学分制。总学分14-18学分，其中实践环节4学分，课程学习12－14学分（包括公共课必修课程4学分、一级学科必修课程2-5学分、二级学科必修课程2-5学分、选修课程2-5学分）。课程设置和教学进度按三年基准学制安排，具体课程信息见《物理学一级学科博士研究生课程设置表》。硕博连读的研究生的学习年限一般为5－7年，总学分合并计算。博士生不允许提前毕业。

五、实践环节

在学期间参加课题组所有相关会议和讨论，每学期报告不少于1次，参加国内外学术会议，在学期间至少在专业会议上作学术报告1次。实践环节主要由指导老师进行指导和督促。研究生在提交学位论文之前必须提交上述具体环节的日期、地点和内容清单以及指导老师评定的成绩单。

六、科学研究

博士生在学期间要在导师指导下独立或者自主完成所选择专业或者相关交叉专业的专门课题研究，取得公认的成果，如发表具有代表性的学术论文，或者获得具有代表性的发明专利。以论文作为评判标准的，按不低于《华中师范大学关于博士研究生在学期间发表学术论文的暂行规定》的具体标准执行。以下是具体要求。

（1）针对性。针对所选择二级学科专业或与之相关的交叉学科领域中当前受关注的课题进行研究，致力于解决其中的某个或一部分问题。

（2）创新性。要取得新的成果，如提出有新意的思想观点，取得新的实验结果，解释未曾解释的物理现象，或者对已有物理现象赋予新的解释，或建立有新特点的研究方法，等等。

（3）工作量。大约有两年或者更多时间致力于专题研究工作。

（4）全面性。博士生在从事科学研究各个环节进行综合能力作训练。

七、中期考核

八、学位论文

博士研究生在完成科学研究后要提交学位论文并进行答辩。学位论文规范格式、学位论文标准、学位论文的评审和答辩要符合国家学位条例、国家深化研究生教育改革的新要求、华中师范大学学位授予工作实施细则以及有关文件规定。

九、培养方式

采取课程学习和科学研究实践相结合，具体如下。

1．采用导师负责制。导师要管教管导，教书育人，既要发挥对研究生的学科前沿引导、科研方法指导、学术规范教导作用，也要发挥对研究生思想品德和科学伦理的教育作用。导师应为在学研究生的学术不端行为承担相应责任。

2．指导博士生参加教师的研究项目，注重系统科研训练。

3．积极搭建国际国内合作平台，努力推动联合培养和内外交流。

4．充分利用课题组集体指导的学术环境进行协同培养。

十、必读文献

博士研究生在读期间必读和选读的书目和期刊清单附于培养方案之后，具体参见《物理一级学科博士研究生文献阅读主要书目和期刊目录》。

十一、毕业与学位授予规定和要求

根据统一基本规格要求与因材施教相结合的原则，研究生须根据本学科研究生培养方案，在导师的指导下，结合本人实际，在入学后5个月内制订个人培养计划。个人培养计划完成与否，是审定研究生能否毕业和学位授予的基本依据。培养方案规定项目，均须按《华中师范大学研究生培养考核及成绩管理办法》进行考核。

 详情见附件: