理论物理研究所专业名称：理论物理（具有博士、硕士学位授予权）

　　(一)、粒子物理理论与相关量子场论

　　粒子物理学是研究物质微观结构及基本相互作用规律的物理学前沿学科。标准模型的建立是二十世纪物理学的重大发现之一，能统一描述目前人类已知的最小"粒子"（夸克、轻子、光子、胶子、中间玻色子、Higgs 粒子）的性质及强、电、弱三种基本相互作用。粒子物理学有许多研究方向，例如：强子物理、重味物理、轻子物理、中微子物理、标准模型精确检验、对称性和对称性破坏、标准模型扩展等等。当前，本所开展的理论研究主要围绕标准模型中尚未解决的一些基本问题：电弱对称性破缺机制、CP破坏和费米子质量起源等；以及粒子物理中的一些重要问题：色禁闭问题、格点规范理论、重味物理、中微子物理、强子结构和性质、超高能碰撞等，特别注意各种超对称理论和模型，并对大统一模型，两个或多个Higgs模型，味对称规范模型等给予重视。粒子物理理论研究紧密与实验结合，并以实验为基础，探索超出标准模型的新理论和新模型，以及新的物理概念。运用和发展量子场论、群论、数学物理和计算物理等理论物理方法，开展与粒子物理前沿相联系的量子场论研究。此外，重视与其他学科的交叉，如：粒子天体物理，粒子宇宙学以及粒子核物理。总的目标是深化人类对物质世界结构和基本规律的认识，发展相关理论物理方法，推动各相关学科发展等。

　　在编研究人员：戴元本、何祚庥、张肇西、黄朝商、李小源、吴岳良、马建平、陈裕启、杨金民、刘纯 现博士后人员:朱守华、张爱林、……

　　(二)、量子场论和弦理论

　　量子场论是研究微观世界的基本工具，属于重要的前沿领域。它的研究成果直接地影响理论物理许多分支领域的进展。弦理论是在量子场论基础上发展起来的一种新的物理模型，它避免了通常场论中遇到的紫外发散等问题，是当前统一四种相互作用理论的重要尝试。

　　目前本所此方向的研究课题为：1.量子场论的非微扰方法及大范围性质，超弦及M 理论中的对偶关系；2.共形场论、拓扑场论、超弦及M 理论的最新发展；3.与场论及弦理论相关的数学工具，如非对易几何，几何量子化等，以及将规范场论进一步推广的尝试，包括用非线性联络的规范场论，非对易空间上的规范场论，离散群或离散点集上规范场论等；4.辫子群、量子群与非线性可积系统等数学物理问题的研究及其在各类模型中的应用；5.低维场论，特别是与低维凝聚态物理有关的量子场论；6.与粒子物理前沿相联系的量子场论问题，7.与引力理论有关的量子场论问题，包括源于弦理论的量子引力，黑洞熵的起源等等。

　　在编研究人员：朱重远、郭汉英、吴 可、喻 明、虞 跃、李淼 朱传界、高怡泓、刘煜奋

　　现博士后人员：杨富中、李晟、姜颖、……

　　(三)、引力与宇宙学

　　将引力场量子化进而建立起量子化的引力场论（即量子引力）是当前的一大重要任务。与广义相对论相比，标量－张量引力论具有很强的竞争力。广义相对论在宇宙学及天体物理中的应用（包括大爆炸宇宙模型、中子星和黑洞、引力透镜以及引力波的预言）已取得巨大成功，但是，许多疑难问题有待解决。例如，奇性困难，暗物质的构成及其存在形式、物理性质、在宇宙中的占有比例及其对宇宙演化的作用，物质反物质的不对称性，宇宙常数，原初核合成，宇宙早期相变过程的拓扑欠缺问题等等。 国际上若干大型的空间和地面天文观测装置（包括大型望远镜、引力波天文台、等效原理的检验装置等等）将在今后若干年内投入使用，这将对现有的宇宙学理论、引力波的预言以及等效原理的正确性提供更精确的检验，随之而来的将是宇宙学和引力论的迅速发展，为理论工作提供更多获取重要成果的机遇。

　　在编研究人员：张元仲

　　现博士后人员：……

　　(四)、凝聚态理论

　　八十年代以来，随着分数量子霍尔效应、重费米子超导，特别是高温氧化物超导体的发现，在凝聚态物理中形成了一个崭新的前沿领域：强关联多电子系统的研究，它在理论上向传统的量子多体理论提出了一系列新的问题；这是本领域的重点研究方向之一。

　　鉴于电子计算机技术和软件的迅速发展，计算凝聚态物理的发展无可替代地日趋重要，强关联多电子系统的数值模拟以及有关方法向其他系统的发展也是本研究组一个重要而极有前途的研究方向。 在介观(甚至更小尺度)系统中，载流子、光子或中性原子的相干、关联、输运、涨落和耗散的研究又是当代凝聚态物理的尖端前沿之一，也是与其他前沿学科的重要的交叉领域之一。

　　在编研究人员：苏肇冰、于渌、虞跃、向涛、徐谷、覃绍京

　　现博士后人员：张志勇

　　(五)、统计物理学和非线性科学

　　统计物理学研究方法极为普遍，研究对象广泛，它是微观到宏观的桥梁，简单到复杂的阶梯，理论到应用的途径。统计物理学中近年有重大发展的分支之一是非线性动力学，它探讨决定性和随机性的联系，不可逆性的起源，涉及统计物理学的基础。该研究方向近年来致力于发展符号动力学方法，探讨混沌现象的规律，从一维到二维，从映射到微分方程，从耗散到保守系统，逐步深入，还将探索经典和量子的联系。揭示生物现象的本质是长期艰巨的任务，统计物理方法在生命科学中大有作为，该研究方向也探讨理论生物物理中的统计物理问题。 在编研究人员：郝柏林、郑伟谋、刘伍明

　　现博士后人员：陈京、纪丰民、白在桥、陈国义

　　(六)、理论生物物理

　　双亲分子膜是凝聚态物理软物质，或者叫复杂流体的前沿研究对象，是物理、化学、生物学交叉学科的研究课题。本所研究人员主要是运用微分几何方法，以液晶为模型，研究双亲分子膜的形状及其相变问题，已作出一组有国际影响的工作。现在本方向的研究正在向单分子膜、生物大分子螺旋构形理论探索扩展。

　　在编研究人员：欧阳钟灿、彭桓武

　　现博士后人员：张阳

　　(七)、原子核理论

　　从九十年代中期开始到下世纪初的十年内，国际上先后会有一批超大型核物理实验装置投入运行，如TJNAF(CEBAF)，RIB，RHIC 等等，核物理的发展进入了一个新阶段。这些新的巨型装置为从更深入的层次上研究核子－核子相互作用、核内的短程行为和核结构、各种极端条件下的核现象、核性质和多体理论方法提供了很好的机遇。在未来十年中，本组将集中力量开展中高能粒子与原子核的相互作用，核内夸克效应和极端条件下的原子核结构等方面的研究，以求得对原子核运动规律的新认识。

　　在编研究人员：赵恩广

　　现博士后人员：沈彩万

　　(八)、原子分子理论及光与物质的相互作用

　　由于高科技的发展，目前实验室中已经能够实现许多以前无法得到的极端物理条件（如极端强场、超低温度和可控介观尺度）。在这些条件下，原子分子系统及其与光场的相互作用过程呈现出一系列全新的物理现象。这使得我们不仅能重新认识物理学基本问题（如玻色－爱因斯坦凝聚，原子分子的混沌运动和量子不可逆过程等），而且有可能导致新兴学科分支的建立（如量子信息）。目前本组研究课题主要为：

　　(1) 强场中的原子分子运动: 主要兴趣集中在强磁场和强激光场中原子分子的动力学行为，其中许多全新的实验现象要求发展处理非微扰问题的崭新概念和方法。这方面的研究对揭示混沌体系的动力学和利用外场控制分子、原子过程有着重要意义。

　　(2) 超冷原子分子系统的量子电动力学: 主要兴趣集中在超冷原子系统的宏观量子效应(玻色－爱因斯坦凝聚和原子激光)，腔量子电动力学和原子光学（冷原子在量子电磁场中的质心动量交换）。这方面研究不仅有助于理解诸如真空效应和测量极限等基本理论问题，而且有着潜在的高技术应用前景。

　　(3) 量子信息与量子理论的基本问题: 主要兴趣集中在量子计算机、量子通讯及其相关的量子力学基本问题(如量子测量，量子到经典过渡和量子耗散)。这方面研究是新的学科生长点，有利于培养年轻人才的成长。

　　在编研究人员:孙昌璞、杜孟利

　　现博士后人员：刘玉玺、郁司夏、衣学喜