密集項目：量子物理課題：量子力學(xué)與量子場論探究

量子物理

項目背景

量子論與相對論并稱現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基石。作為現(xiàn)代科學(xué)前沿、“研究物質(zhì)世界微觀粒子運動規(guī)律的物理學(xué)分支”，量子物理以微觀粒子波粒二相性為根基，圍繞不確定性原理、互補原理、薛定諤方程展開，經(jīng)由普朗克、愛因斯坦、珀爾、薛定諤、海森伯、泡利等科學(xué)史上熠熠生輝的物理學(xué)巨擘們的反復(fù)爭論與論證（1927年第五屆索爾維會議召開，主要圍繞新舊量子力學(xué)展開探討，參會21名學(xué)者中有17位諾貝爾獎得主，極大推動了量子力學(xué)的發(fā)展），最終提供了一種觀察、描述、闡釋自然和宇宙的全新方法。時至今日，量子物理已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)的基石，在諸多產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)落地。量子計算機、量子通信、核磁共振，“從分子生物到化學(xué)材料，從原子到核能，從計算機到天文學(xué)…現(xiàn)代工業(yè)體系70%與量子力學(xué)有關(guān)。發(fā)達國家有超過1/3的國內(nèi)生產(chǎn)總值與量子力學(xué)有關(guān)?！表椖繉⒕劢沽孔游锢磉@一前沿科學(xué)領(lǐng)域。

項目介紹

項目內(nèi)容包括電子雙縫實驗、波函數(shù)、薛定諤方程、量子系統(tǒng)、量子諧振子等。學(xué)生將通過項目對量子物理經(jīng)典理論形成系統(tǒng)性整體認識，在結(jié)束時提交項目報告，進行成果展示。

個性化研究課題參考：

含有雙光子和雙模耦合的量子比特和振子系統(tǒng)的理論研究

非厄米量子系統(tǒng)中非經(jīng)典效應(yīng)的增強與保護研究

開放量子系統(tǒng)的特性分析及其狀態(tài)保持控制

適合人群

高中生/大學(xué)生

量子物理、理論物理、物理等專業(yè)或者對天體物理、宇宙論等現(xiàn)代物理學(xué)說感興趣的學(xué)生；學(xué)生需要具備量子物理、波函數(shù)和量子過程基礎(chǔ)

導(dǎo)師介紹

麻省理工學(xué)院終身教授

Mark導(dǎo)師為理論天體物理學(xué)家，現(xiàn)任麻省理工學(xué)院（MIT）物理系終身教授，曾獲素有“諾貝爾風(fēng)向標”美譽的美國斯隆研究獎（Sloan Research Fellowship）、國際天文和天體物理界最具聲望的博士后獎勵Hubble Fellow，以及哈佛-史密松天體物理中心博士后研究獎金。導(dǎo)師的主要研究興趣包括星系結(jié)構(gòu)和形成、暗物質(zhì)物理和大規(guī)模流體動力學(xué)模擬。他是迄今為止最詳細的星系形成模擬之一揭示計劃（Illustrate Program）的主要設(shè)計者。

任職學(xué)校

麻省理工學(xué)院（MIT）創(chuàng)立于1861年，是世界著名私立研究型大學(xué)，在計算機科學(xué)方向享有盛譽，在2020年U.S.News世界大學(xué)排名綜排位列第二、計算機工程CE專排蟬聯(lián)首位。學(xué)校孕育了90位諾貝爾獎得主、59位美國國家科學(xué)獎?wù)芦@得者，以及75位麥克阿瑟獎獲得者。

項目大綱

量子物理概論：電子雙縫實驗 Introduction to quantum physics

波函數(shù) The quantum wavefunction

薛定諤方程 The Schroedinger equation

玩具量子系統(tǒng) Toy quantum system

量子諧振子 Quantum harmonic oscillator

項目回顧與成果展示 Program Review and Presentation

論文輔導(dǎo) Project Deliverables Tutoring

時間安排與收獲

4周在線小組科研學(xué)習(xí)+2周論文輔導(dǎo)學(xué)習(xí) 共125課時

學(xué)術(shù)報告

優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表（可用于申請）

結(jié)業(yè)證書

成績單