加州大学伯克利分校物理系解读

留学中介2024-10-06 16:18:43留学之路

物理系介绍

加州大学伯克利分校物理系涉及了解如何将物质和系统分解为最小的部分，了解控制这些部分的定律，然后以揭示我们理解宇宙的新线索的方式重新组装它们。这些原则指导着伯克利提供的物理教育。

创新不仅在实验室蓬勃发展，也在课堂上蓬勃发展。加州大学伯克利分校们的本科生和研究生项目即使不是世界上排名最高的项目之一，也是全美排名最高的项目之一，而伯克利的物理专业学生数量比全国任何项目都多。物理学是加州大学伯克利分校文学与科学学院的第二大院系。2014年世界大学学术排名以卓越的研究、教学和服务受到社会高度评价。加州大学伯克利分校物理系提供文学学士学位课程和物理学博士学位课程。

物理系分支

1.天体物理学 Astrophysics

天体物理学家试图了解宇宙及其组成星系、恒星和行星的起源、演化和命运，并将整个观测到的宇宙作为他们的实验室。天体物理学的所有领域都通过共同使用天体物理实验室来探索基础物理学而结合起来，但它们仍然可以分为宇宙学、致密天体和恒星与行星系统领域，这些领域之间有很大的重叠。

天体物理学研究是在物理系、空间科学实验室(SSL)、劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)进行的，并与天文学系和伯克利宇宙物理中心(BCCP)密切合作。

2.原子、分子和光学物理 Atomic, Molecular and Optical Physics(简称AMO)

加州大学伯克利分校原子、分子和光学物理学的研究机会涵盖广泛的主题，从自然基本常数的精确测量到原子宇称破坏效应的测量。AMO 物理中其他令人兴奋的领域是量子光学;激光冷却和原子捕获;原子干涉仪;寻找电子的电偶极矩;寻找暗物质;研究玻色-爱因斯坦凝聚的后果;X射线超短脉冲的产生和应用;量子计算和信息处理;反物质研究;探索重力的基本特性;以及光谱学新分子和固态系统。原子物理技术也被用于关注粒子和核物理基本问题的实验。

3.生物物理学 Biophysics

在加州大学伯克利分校，分子生物物理学家检测和操纵单分子，以阐明分子马达、蛋白质折叠、聚合物(生物聚合物)物理学、单分子流变学、转录、复制、翻译等复杂过程的动力学。细胞生物物理学家研究通道的分子机制门控、细胞内替代化学网络布线的设计和构建、基本细胞过程的成像，以及创建细胞代谢控制和分子开关的计算模型。

系统生物物理学领域也由伯克利物理系代表，旨在描述集体现象并解决种群的进化和生态动力学、生物膜发育、感官研究、神经发育、突触组织、神经传递以及功能成像大脑和运动的时空协调。

4.凝聚态物理与材料科学 Condensed Matter Physics and Materials Science

加州大学伯克利分校在校园和附近的劳伦斯伯克利国家实验室 (LBNL) 拥有一大批具有不同兴趣的凝聚态物理和材料物理研究人员。实验人员的研究活动涉及 CMP 的几个核心主题：量子信息、纳米材料物理、磁性、量子材料、光学特性、光电子、超导和新材料。

凝聚态理论的目标是理解从相对简单的成分(电子和原子核)和规则(非相对论量子力学、统计力学和麦克斯韦方程)中出现的丰富现象。该理论小组与伯克利和其他地方的实验小组密切合作，因为凝聚态物质的新理论发展通常都是由实验刺激和验证的。

5.核物理 Nuclear Physics

加州大学伯克利分校核物理教师致力于低能中微子物理，包括太阳中微子和超新星中微子;核天体物理学，包括元素起源和暗物质直接和间接探测的核物理学;研究超相对论重离子碰撞，以探究极端能量密度下强相互作用物质的特性;电弱相互作用，包括使用中微子双β衰变和电偶极矩进行对称性测试;以及多体物理学的各个方面。我们与天体物理学和粒子物理学领域的姐妹团体有着密切的联系和隶属关系。

加州大学伯克利分校的研究是在多个地点和多个国际合作中进行的。其中包括加拿大深层地下实验室 SNOLab、意大利地下国家实验室 (LNGS) 和布鲁克海文相对论重离子对撞机 (RHIC)。主要合作包括双β衰变实验SNO+和未来的大型中微子探测器Theia、CUORE(稀有事件低温地下观测站)和CUPID(CUORE升级粒子识别)、RHIC的Phenix和sPhenix探测器、新型电子离子对撞机项目、SciDAC(通过高级计算进行科学发现)合作 CaliforniaLattice (CalLat)、加州大学暗物质多校区研究计划、加州大学中微子物理和核天体物理学前沿研究计划。

6.粒子物理学 Particle Physics

从广义上讲，粒子物理学旨在回答质量、能量和物质的本质及其与宇宙的宇宙学历史的关系等基本问题。

正如最近对希格斯玻色子、中微子振荡以及宇宙膨胀的直接证据的发现所表明的那样，人们对下一轮关于粒子质量起源、暗物质本质和宇宙膨胀的引人注目的问题感到非常兴奋和期待。轻子，特别是中微子，在宇宙的物质-反物质不对称性中可能发挥的作用。

与这些问题相关的能量尺度范围从 TeV 到普朗克尺度。对这些问题的实验探索需要加速器和探测器技术的进步，以达到前所未有的能量范围以及灵敏度和精度。未来十年上线的新设施有望开辟新视野并彻底改变我们对粒子世界的看法。

7.等离子体和非线性动力学 Plasma and Nonlinear Dynamics

在加州大学伯克利分校，活跃的研究领域包括先进加速器、太空和空间等离子体、基础和理论等离子体物理学、重离子聚变、高功率激光等离子体相互作用、离子束生成、等离子体处理、等离子体模拟和纯电子等离子体，以及如耗散和哈密顿动力系统、分岔理论和混沌、线性和非线性波以及模式形成，特别是在流体动力学和连续介质力学中。还包括动力系统理论以及几何和拓扑方法在等离子体、光学、原子、核和分子物理等广泛物理问题中的跨学科应用。研究在物理系、劳伦斯伯克利国家实验室、空间科学实验室以及天文学、数学、化学、电气。