hjc888黄金城老品牌 理学院 物理专业

[专业]生物物理学[导师]Kazuo Umemura教授[关键词]纳米生物科学
[示例主题] ❶ 研究纳米材料对生物体的影响 ❷ 研究单个细胞的行为 ❸ 研究 DNA 与纳米碳之间的相互作用

生物是构成自然世界的重要物质和物体，也是物理学研究的有趣课题。近年来，纳米技术的发展带动了测量和处理技术的进步，使得在纳米水平上处理构成生物体的单个细胞和分子成为可能。在我们的实验室中，我们使用扫描探针显微镜、电子显微镜、荧光显微镜和拉曼光谱等技术进行研究，使我们能够“看到、触摸和处理”单个生物分子和细胞。

[专业] 天体物理学 [导师] 加濑龙太郎讲师 [关键词] 宇宙学、引力论
[主题示例] ❶ 暗能量 ❷ 宇宙密度涨落和大尺度结构的演化 ❸ 黑洞和中子星

目的是利用最新的观测数据从理论上解决宇宙学和引力理论中未解决的问题。我们主要致力于阐明暗能量的起源，暗能量是一种未知成分，约占当前宇宙的 70%，导致宇宙加速和膨胀。此外，我们正在对广义相对论及其延伸的引力理论中的黑洞和中子星进行研究，以便利用2015年首次直接探测到的引力波观测数据来验证引力理论。

[专业] 物理学 [导师] 木村智树副教授 [关键词] 行星球体物理、空间等离子体物理
[主题示例] ❶太阳系冰体内部海洋的演化❷通过观测太阳系行星极光阐明行星上物质和能量的传输❸通过观测系外行星极光探索生命居住的可能性

在浩瀚的宇宙中，由行星和卫星组成的系统被认为最有可能创造出可以支持生命的环境。我们将行星-卫星系统视为一个生存环境，并利用实验、直接探索、远程观测、数据科学和理论来阐明其组成元素（空间、大气、海洋和天体）内的物理过程。通过这样做，我们的目标是回答以下重大问题：“除了地球之外的天体上是否存在生命环境？”以及“如果有，它们是如何产生和维持的？”

[专业] 数学物理、统计物理 [导师] Kazuko Sakai 副教授 [关键词] 可解模型、量子可积系统
[示例主题] ❶ 共形场论和随机过程 ❷ (1+1) 维量子系统的输运性质 ❸ 量子孤子

在统计力学和量子场论中，最本质的问题是如何处理无限自由度的问题。在我们的实验室中，我们使用场论和可解模型等分析方法来研究量子多体系统中发现的非微扰量子效应引起的现象以及临界现象中发现的普遍性质。我们还探索了可解模型背后隐藏的数学结构。

[专业] 量子凝聚态物理（实验） [导师] Hideaki Sakata 教授 [关键词] 低温物理、表面物理
[示例主题] ❶ 超导体的隧道光谱测量 ❷ 超导体中磁通量量子的观测 ❸ 低温扫描探针显微镜的开发

在我们的实验室中，我们使用在极低温度下运行的扫描隧道显微镜进行超导性研究，这种设备使我们能够在真实空间中观察和移动单个原子。特别是，我们的目标是了解表现出新型超导性的材料（例如铜酸盐超导体和铁基超导体）中电子的行为。

[专业]凝聚态实验[导师]Mark Sudgrove副教授[关键词]纳米领域的输运实验
[示例主题] ❶使用纳米结构传输光❷波导上的粒子传输

纳米尺度的粒子输运现象对基础物理和日常生活产生重大影响。在我们的实验室，我们了解光与物质相互作用的本质，主要研究纳米尺度的粒子输运现象。我们使用光波导来传输光子、生物基纳米颗粒和原子。我们还积极致力于了解基本物理现象并开发下一代技术。

[专业] 量子光学、量子信息科学（实验） [导师] Kaoru Sanaka 副教授 [关键词] 光器件、光电路、光子统计
[主题示例] ❶单光子/量子纠缠光源❷利用光路进行光模式状态控制❸光子统计/量子干涉实验

近年来，量子信息科学的研究变得活跃，这与永远无法被拦截的量子密码学和可以大幅提高计算能力的量子计算机相关。在我们的实验室中，我们利用光子（光粒子）进行量子信息科学研究。通过充分利用线性和非线性光学技术，我们的目标是开发具有量子统计特性的光子源，开发操纵光模式的光路，并使用非线性晶体和光学器件控制光子的量子态。

[专业]理论物理 [导师]铃木胜彦副教授 [关键词]以强子为中心的粒子/核物理
[示例主题] ❶ 强子的夸克胶子结构 ❷ 高温高密度下夸克物质的性质 ❸ 基于规范引力理论对应的胶子动力学

该实验室的目的是阐明物质的最终结构和支配宇宙的物理定律。描述微观世界的理论体系称为标准模型，物质由夸克、轻子等基本粒子和传递相互作用的规范粒子组成。利用这一理论，我们尝试预测微观现象并了解极高温度和密度的条件，例如早期宇宙和天体现象。通过这样的研究，我们正在揭示实验事实背后的新物理学。

[专业]低温固体物理[导师]]蔡兆新教授[关键词]超导量子电路
[示例主题] ❶ 量子计算 ❷ 量子光学 ❸ 量子模拟

在我们的实验室中，我们正在研究微小约瑟夫森电路中出现的宏观量子相干性。可以在保持量子相干性的同时控制这种固态器件的超导宏观量子态。量子相干性是量子力学的本质，其研究具有新科学技术的潜力。该电路本质上是一个人造原子，可以应用于量子比特，量子比特是量子计算机和量子光学的构建块。我们将继续研究这些应用。

[专业]凝聚态物理 [导师]赵新伟教授 [关键词]半导体量子结构、纳米材料与纳米器件
[主题示例] ❶ 半导体发光器件 ❷ 纳米材料和纳米加工 ❸ 透明太阳能电池

在纳米级半导体中，电子的波动性非常明显。在我们的实验室，我们利用纳米、光发射、磁和环境等关键词制造硅基纳米级光磁半导体，并正在研究其在新功能器件中的应用，例如磁光器件、新型LED和量子器件。我们还在开展环境半导体光催化效应、新型太阳能电池、石墨烯生产加工等方面的研究。

[专业]物理性质实验[导师]德永英二教授[关键词]纳米光谱、光学制氢
[示例主题] ❶ 超分辨率显微镜/光热光谱 ❷ 半导体、分子晶体和分子缔合中的激子 ❸ 光合作用、光氢生成

我通过光谱研究光与物质之间的相互作用。例如，植物是绿色的，因为白光与植物中的电子相互作用，导致蓝光和红光被吸收。光作为信息、能量、动量和测量手段是不可或缺的，但正是光与物质的相互作用才创造了它的实用价值，对此有一个基本的理解是至关重要的。在我们的实验室，我们不仅通过观察颜色（即测量吸收光谱），而且还通过开发新的光谱方法（非线性光谱和纳米级光谱）来阐明人造和天然分子和纳米晶体（包括光合物质）的光学特性。

[专业]生物物理学[导师]Tatsuya Tomo教授[关键词]光合作用科学
[示例主题] ❶ 光系统复合体的能量转移分析 ❷ 光系统复合体的电子转移分析 ❸ 利用生物分子制造人工光合作用元件

在这个实验室中，我们利用藻类等光合生物来分析负责光化学反应的蛋白质复合物的光能转换机制，并利用生物化学和生物物理方法来产生还原力。我们还在进行光合生物分子进化的研究。

[专业]核物理、凝聚态物理[指导老师]长岛康之教授[关键词]正电子物理
[示例主题] ❶ 正电子负离子研究 ❷ 正电子素研究 ❸ 正电子湮灭诱导离子解吸研究

反粒子存在于构成物质的电子和质子中。我们正在利用正电子进行基础研究。例如，我们正在研究正电子素，它是一个电子和一个正电子的束缚态，以及正电子素负离子，它被另一个电子束缚。我们还在研究当正电子在固体表面湮灭时释放出离子的现象。

[专业]理论物理学[指导老师]Tetsuro Nikuni教授[关键词]低温量子气体理论
[示例主题] ❶ 玻色凝聚气体的超流体动力学 ❷ 冷却费米原子气体的超流体现象 ❸ 光学晶格中冷却原子气体的量子相变

使用激光冷却等技术，现在可以将铷和钠等一组中性原子（中性原子气体）冷却至 1 μK 以下（仅比绝对零高百万分之一度的温度）。在这个超冷的世界中，原子的行为不再像普通粒子，而是像量子机械波。当数百万个原子以波的形式表现时，就会发生一种称为玻色-爱因斯坦凝聚或超流动的现象。在我们的实验室中，我们正在理论上研究这种冷原子气体所表现出的宏观量子现象。

[专业]低温物理、凝聚态物理[导师]西尾泰一郎教授[关键词]超导物理
[主题示例] ❶ 新型超导现象研究 ❷ 磁通量子研究 ❸ 寻找新型超导体

许多金属在极低的温度下电阻为零。这是一种称为超导性的量子现象。在这个实验室中，我们正在研究通过以各种方式加工或粘合超导体而出现的新超导现象，以使超导可用于量子计算机和其他应用。我们还在进行磁通量量子的研究以及寻找在高温下变得超导的新材料。

[专业]天体物理学[导师]松下恭子教授[关键词]X射线天文学
[主题示例] ❶ 星系和星系团中暗物质的分布以及宇宙中结构形成的历史 ❷ 星系和星系团中重元素的数量以及宇宙中恒星形成的历史 ❸ 探索重子的热历史

宇宙中的大多数物质只能使用 X 射线来观察。通过X射线观测，我们可以获得关于天体形成历史的全新线索，这是天体物理学中最重要的问题。在这个实验室中，您将学习和练习如何利用物理、统计学和天文学知识从数据中得出结论。

[专业] 凝聚态物理（实验） [导师] Setsuo Mitsuda教授 [关键词] 磁物理、中子散射
[示例主题] ❶ 多个强有序系统中的互相关物理性质 ❷ 一维量子自旋系统中的量子相变现象 ❸ 磁挫败系统中的磁相变，磁畴生长过程

当材料中的自旋（小磁体）竞争时，导致无法确定自旋的稳定构型（自旋）的挫折，自旋的时空相关性变得复杂，导致各种磁相变和有趣的基态。此类系统是功能材料的宝库，因为它们通常对磁场和应力等外部场表现出高响应性，同时包含自旋以外的自由度。我们使用中子散射（一种典型的量子束实验），以与宏观物理性质测量互补的方式，研究基于自旋挫败的材料的磁性和介电性质。

[专业]表面物理[导师]目黑隆教授[关键词]量子束、表面纳米结构
[示例主题] ❶ 阐明NEA表面活化机制及其在高效、长寿命电子束源中的应用❷ 使用超高真空STM对NEA表面进行结构分析并识别活性电子发射位点❸提出新型电子发射源

当光、离子或电子的量子束照射到材料表面以激发它时，会引发热平衡过程中不会发生的各种现象。在我们的实验室中，我们正在研究量子束和表面之间相互作用的物理学以及使用它们创建功能表面。我们主要关注负电子亲和势表面的电子发射过程、新型纳米级电子束源的开发以及功能表面实时观测技术的发展。

[专业]凝聚态理论 [导师] Takahiro Yamamoto 教授 [关键词]凝聚态理论、计算材料科学、数据科学
[示例主题] ❶ 阐明非均匀材料的物理性质并开发新功能 ❷ 热能收集物理学 ❸ 材料表面水的微观结构和物理性质

在我们的实验室，除了理论物理方法和计算机模拟之外，我们还利用深度学习、机器学习等数据驱动的方法，从微观角度阐明各种材料的宏观性质，探索每种材料所表现出的多样化物理现象背后隐藏的普遍性和规律。此外，基于通过这些研究获得的知识，我们的目标是从理论上设计新的功能材料和高性能设备，使我们的生活更加丰富和舒适。