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粒子物理与原子核物理专业硕士学位研究生培养方案

作者：发布日期：2021-10-30点击数：

　　一、学科简介

粒子物理与原子核物理研究粒子（重子、介子、轻子、规范粒子、夸克）和原子核的性质、结构、相互作用及运动规律，探索物质世界更深层次的结构和更基本的运动规律。从根本意义上而言，粒子物理与原子核的研究处于整个物理学研究的最前沿，它们涉及从最微观领域的规律到天体的形成与演化规律。同时，粒子物理和核物理的研究对极为精密和复杂的实验仪器设备及先进实验技术的需求，是高新技术发展的推动力之一。

粒子物理学是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。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。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到推进作用，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。

原子核物理研究原子核的结构和变化规律，获得射线束并将其用于探测、分析的技术，以及研究同核能、核技术应用有关的物理问题。核物理基础研究的主要目标有两个方面：①通过核现象研究粒子的性质和作用，特别是核子间的相互作用。一些重要问题如中子的电偶极矩、中微子的质量和质子的寿命等都要通过低能核物理实验测定；粒子间相互作用的重要知识也可由中高能核物理提供。②核多体系运动的研究。核多体系是运动形态很丰富的体系，过去主要研究了基态和低激发态的性质以及一些核反应机制，对于高自旋态、高激发态、大变形态以及远离β稳定线核素等特殊运动形态的研究才刚开始，对基态和低激发态的实验知识也不足，远小于多体波函数提供的信息。核运动形态的研究将在相当长的时期内成为核物理基础研究的主要部分。在原子核物理学诞生、壮大和巩固过程中，核技术的应用使核物理基础的研究获得广泛的支持，后者又为前者不断开辟新的途径。这两方面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的研究。这种相互推动、共同发展的趋势，将在核物理的新阶段中发挥日益巨大的作用。

本学科的发展方向是建设成为具有较高学术水平和人才培养能力的学科，形成教学、科研的学术优势和特色，为地方院校培养高素质师资，为我省和国家培养较高理论水平的科研人才做出更大的贡献。

　　二、培养方案

　　（一）培养目标

1．拥护中国共产党的领导，拥护社会主义制度，遵纪守法，品行端正，严谨求实的科学态度和作风，具有创新求实精神和良好的科研道德。

2．应有扎实的理论物理基础和相关的背景知识，了解理论物理学科的现状及发展方向，掌握研究物质的微观及宏观现象所用的模型和方法等专业理论以及相关的数学与计算方法，有严谨求实的科学态度和作风，具备从事前沿课题研究的能力。

3．应较为熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料。

4．毕业后能胜任高等院校、科研院所及高科技企业的教学、研究、开发和管理工作。

　　（二）研究方向

1．粒子物理

2．高能重离子物理

3．高能重离子碰撞实验

4．理论核物理

　　（三）主要相关学科

粒子物理；原子核物理；理论物理；计算物理。

　　（四）学习年限及应修学分

学习年限为3年；学分不少于36，不超过38学分。

　　（五）课程设置与教学计划表

课程类别	课程名称与课程编码			总学时	周学时	学分	开课学期	考核
公共学位必修课	马克思主义理论课	科学社会主义理论与实践		40	2	1	Ⅰ	考试
		自然辩证法概论		60	3	2	Ⅰ	考试
	综合英语	听力，写作		160	4	4	Ⅰ—Ⅱ	考试
		口语
专业学位必修课（专业方向课，要求根据本人研究方向，只选1门）	基础理论课	高等量子力学		60	3	3	Ⅰ	考试
		群论		60	3	3	Ⅰ	考试
		原子核理论		60	3	3	Ⅱ	考试
	专业方向课	量子场论		60	3	3	Ⅱ	考试
		核电子学		60	3	3	Ⅱ	考试
		粒子物理		60	3	3	Ⅱ	考试
非学位必修课	文献阅读			20	1	1	Ⅳ	考查
专业选修课（要求根据研究方向，任选2门）	偏微分方程的数值解法			40	2	2	Ⅲ	考查
	粒子物理学前沿问题研究			40	2	2	Ⅲ	考查
	穆斯堡尔谱学			40	2	2	Ⅲ	考查
	核技术应用基础			40	2	2	Ⅲ	考查
	概率论与数理统计			40	2	2	Ⅲ	考查
	论文选讲			40	2	2	Ⅲ	考查
公选课、跨专业课程、补修课	要求硕士生根据个人发展需要修读1门2学分全校公选课；并修读1门2学分的跨专业课程（可以是本院其他专业的课程，也可以是其他学院的相关专业课程）；补修1门与提升实践能力有关的课程（不计学分）。
实践活动与撰写学位论文	参加学术活动		第一至四学期进行，考查（提交学术活动记录），1学分。
	参加教学实践		第四学期进行教学实践（助课、讲课训练等），20学时，考查（提交书面鉴定），1学分。
	参加社会实践		第五学期结合撰写毕业论文参加社会调研等活动，考查（提交社会调研报告），1学分。
	撰写学位论文		第四学期进行学位论文开题；第五学期开始撰写毕业论文。要求观点鲜明、理论联系实际，有创新。第六学期进行学位申请、论文评阅和答辩。在学期间发表一篇至少第二作者（导师第一作者）省级公开发表的与本专业相关的论文，3学分。

　　（六）课程简介、教材和参考书目

高等量子力学	内容简介	高等量子力学是研究生学习的量子力学课程，是在初等量子力学内容基础上的加深和推广，无需考虑温度效应和场的量子化。主要介绍量子力学的理论结构，路径积分与格林函数，近似方法中的递推和迭代，二次量子化，对称性和守恒定律，角动量理论，量子散射理论，相对论量子力学，量子力学新进展简介等。
	使用教材	曾谨言，《量子力学》（Ⅰ、Ⅱ卷），科学出版社，2000
	参考书目	喀兴林，《高等量子力学》，高等教育出版社，1999 倪光烔，陈苏卿，《高等量子力学》，复旦大学出版社，2000 钱诚德，《高等量子力学》，上海交通大学出版社，1998 杨泽森，《高等量子力学》，北京大学出版社，1995 余寿锦，《高等量子力学》，山东科技出版社，1985
群论	内容简介	本科程主要介绍有限群及其表示的基本数学理论，点群在分析晶体宏观性质中的应用，群论与量子力学的关系，空间群的不可约表示及其在能带理论中的应用，晶格动力学中的群论方法，色群及其表示理论等。
	使用教材	马中骐，《物理学中的群论》，科学出版社，2001
	参考书目	1．喀兴林、徐婉棠，《群论及其在固体物理中的应用》，高等教育出版社，2003 2．A. W. 约什，《物理学中的群论基础》，科学出版社，1982 3．谢希德、蒋平、陆奇，《群论及其在物理学中的应用》，科学出版社，1986 4．韩汝智、孙洪洲，《群论》，北京大学出版社，1987 5．王仁卉、郭可信，《晶体学中的对称群》，科学出版社，1990
原子核理论	内容简介	主要介绍核结构与核衰变，内容包括原子核的一般性质，原子核的壳模型与集体运动模型，核结构的微观理论，原子核的电磁相互作用和β衰变理论。
	使用教材	胡济民，杨伯君原子核理论(第一卷)原子能出版社,1993
	参考书目	1.胡济民，原子核理论(第二卷)，原子能出版社，1996 2.R.H.弗伦凯尔，原子核理论原理，国防出版社，1959 3.徐躬耦，原子核理论核反应部分，高等教育出版社，1992 4.高良俊，原子核反应理论（上册），原子能出版社, 1986 5.曾谨言，原子核结构理论，上海科学技术出版社，1987
核电子学	内容简介	核科学、高能物理和核技术中有关核辐射（和粒子）探测的电子技术；核爆炸和外层空间的辐射对电子系统的效应和抗辐射的加固技术；核技术应用中所需的核电子技术。
	使用教材	王经瑾，核电子学(上、下册），原子能出版社，1985
	参考书目	周志成，核电子学基础下，原子能出版社，1986 徐钧山，核电子学实验，原子能出版社，1982 唐兆荣，核电子学概要，原子能出版社，1988 赖祖武，核物理电子学方法，上海科学技术出版社，1961
量子场论	内容简介	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。
	使用教材	（美）佩斯金，量子场论导论（英文版），世界图书出版公司，2006
	参考书目	1．《现代量子场论导论》，裘忠平著 2．M.E.Peskin and D.V.Schroeder,An Introdction to Quantum Field Theoryry. 3．Bjorken,Relativestic Quantum Field Theory 4．C.Itgykson and J.L.Zuber, Quanutum Field Theory. 5．G.G.Harris APedestrian Approach to Quantum Field Theoy,Wiley-Intersciend,1972
偏微分方程数值解法	内容简介	本课程主要介绍边值问题的变分形式；椭圆和抛物型方程的有限元法；椭圆型方程的有限差分法；抛物型方程的有限差分法；双曲型方程的有限差分法等。本课程通过对基本的典型算法进行仔细剖析，使学生循序渐进地掌握算法设计的基本思路和技巧，为今后解决实际问题或进入深层次地研究奠定良好的基础。了解偏微分方程数值解产生的实际和历史背景，加深学生对微分方程数值解的重要性和必要性地认识，为以后的研究与实际应用打下扎实的基础。
	使用教材	李庆扬，王能超，易大义编，《数值分析》清华大学出版社，2001
	参考书目	1．李荣华，《偏微分方程数值解法》，高等教育出版社，2005 2．李荣华、冯果忱编，《微分方程数值解法》（第三版），高等教育出版社，1996. 3．余德浩，汤华中，《微分方程数值解法》，科学出版社，2002
穆斯堡尔谱学	内容简介	本课程介绍了穆斯堡尔谱学的基本原理、实验和分析方法以及它在物理学、化学、地理学、生物学、工学和人文科学中的应用，并结合任课教师在穆斯堡尔谱学研究方面的工作介绍具体材料的分析测试方法。
	使用教材	李士，《穆斯堡尔谱学、方法学与数据处理》，兰州大学出版社，1990
	参考书目	1．马如璋，《穆斯堡尔谱学》，科学出版社，1998 2．张宝峰，《穆斯堡尔谱学》，天津大学出版社，1991 3．金国樵，《物理考古学》，上海科技出版社，1989
粒子物理	内容简介	主要介绍基本粒子及相互作用的分类，介绍介子、强子夸克结构，了解夸克的味、色等自由度，从而对离子的衰变即反映进行初步了解。
	使用教材	章乃生，《粒子物理》，科学技术出版社，1982
	参考书目	1. Becher,P.M.Bohm and Joos,Gauge Theories of Strong and Electroweak Interaction,J.Wiley,New York, 1984 2. Bell,J.S and J.Steinberger,inProc.Int.Conf. Elementary Particles,Oxford,1965 3. Chadwick G.,in Proc.Int.Europhy.Conf.on High Energy hysics,Brighton,1983 4. Collins,P.D.B.,Regge Theory and High Energy Physics, Cambridge University Press,Cambridge,1977 5. Edmonds,A.R.,Angular Momentum in Quantum Mechanics,Princeton University Press,Princeton,1957
核技术应用基础	内容简介	从应用的角度讲，核技术主要包括射线和粒子束技术与放射性核素技术。前者主要包括核分析技术、辐射加工与离子束加工、无损检测、工业核仪表、核医学成像、肿瘤放疗和辐射诱变育种技术等；后者则主要包括放射性核素测年、放射性核素示踪和放射性药物。射线和粒子束与物质的相互作用是核技术的物理基础，粒子加速器技术和核探测技术是核技术的主要支撑技术。
	使用教材	郑成法，核化学及核技术应用，原子能出版社，1990
	参考书目	1.阿布拉勉，工业电子加速器及其在辐射加工中的应用，原子能出版社，1996 2.包尚联，现代医学影像物理学，北京大学医学出版社，2003

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