中山大学物理与天文学院

中山大学2015年9月16日决定以天文与空间研究院为基础，成立中山大学物理与天文学院，天文与空间科学研究院成为物理与天文学院的一部分。中山大学物理与天文学院是位于中山大学珠海市校区的整建制学院，是珠海校区十三五规划发展人文科学概论与理科学科群的重要组成部分。

本学院由四个部分组成：其中，天琴研究中心已经正式成立，按照学院规划，还将成立物理学系、天文系、空间科学与技术系。

办学条件

院系概况

本科一、二年级按大类培养，三、四年级按分流后物理学专业和天文学专业进行培养。

专业课程设置

专业基础课程：

大类课程：高等数学（一）、线性代数、概率统计（理工类）、力学、预备实验、热学、电磁学、光学、原子物理学、误差分析与数据处理、基础天文学、数学物理方法、电子技术、基础物理实验、计算方法、电子技术实验、近代物理实验、科学研究前导、毕业论文选题、教学生产实习、毕业论文。

物理学专业：物理专业实验、

天文学专业：天文观测实践、天文观测技术与处理。

专业核心课程：

大类课程：理论力学、电动力学、量子力学、热力学与统计物理学。

物理学专业：固体物理、计算物理。

天文学专业：天体物理概论、天体力学与天体测量基础。

专业基础选修课程：物理学和天文学中的程序设计、高等数学在物理学中的应用、机械制图、数据自动采集技术、群论I、经典场论、应用时间序列分析、经典场论、光学机械设计、控制理论基础、量子技术导论。

专业选修课程：

物理学方向：精密测量物理导论、量子光学、物理学前沿、核物理概论、电子技术实验II、激光原理、引力波物理、精密测量物理创新实验、广义相对论、精密光学测量技术、高等原子分子物理I、高等量子力学等课程。

天文学方向：、天体物理概论、星系宇宙学、天文学与空间科学前沿、天体流体力学、实测天体物理、空间科学与工程概论、系统仿真概论、高能天体物理、计算物理、行星系统的形成与演化、恒星物理、高能天体物理。

荣誉课程：

物理学：量子信息学、高等统计物理、量子场论I、量子精密测量、基本粒子物理I、测量数据分析与建模、天体辐射机制、量子频标。

天文学：星际介质物理、星系天文学、星系与星系团中的暗物质、基本粒子物理I、天体辐射机制、天文中的机器学习、粒子天体物理、宇宙大尺度结构、早期宇宙、星系演化

学科体系

中山大学物理与天文学院是位于珠海校区的整建制学院，是中山大学十三五规划发展人文科学概论和理科学科群的重要组成部分。

物理与天文学院以建设国际一流理科学院为目标，教学上采用通识教育和精英人才相结合的培养模式，以“德才兼备、领袖气质、家国情怀”为人才培养目标，弘扬“学在中大，追求卓越”的学风，培养中国特色社会主义事业的合格建设者和可靠接班人；科研上以面向基础科学前沿、面向国家重大战略需求、面向社会经济发展为指导思想，将科研活动与创新性人才培养有机结合，努力打造物理学和天文学两大一级学科。

物理学一级学科，主要研究方向包括引力物理、精密测量物理、原子分子物理、量子精密测量、以及空间科学和技术等。

天文学一级学科，主要研究方向包括引力波天文学、宇宙学、宇宙大尺度结构与星系形成理论、高能天体物理学、行星科学与天文观测等。

师资队伍

学院重视人才队伍建设，已经吸引多位国内外优秀专家学者加盟，师资力量迅速壮大。学院现有专任教师70人（教授29人），其中两院院士2人（含1名兼职），国家杰出青年基金获得者4人，优秀青年基金获得者2人，国家高层次人才计划5人，广东特支计划百千万工程领军人才1名，中山大学“百人计划”引进约60人，还有专职科研人员及博士后48人。

人才培养

人才培养目标：培养未来科学家

学院设立本科“物理学类”本科专业（含物理学和天文学），注重专业基础和综合素质的培养，使学生掌握宽广坚实的基础（包括较强的逻辑分析能力、实验分析能力）和宽广的适应能力与创新能力，培养适合在物理学、天文学和空间科学技术及相关交叉学科进行科研，以及在尖端技术领域工作的拔尖人才。

学院将全面施行精英教育，并采取小班化、个性化、国际化的教学模式，100%本科基础与核心专业课程由具有丰富科研经验的教授主讲。学院注重对学生科研能力的培养，由长期工作在科研前线的教师引领高年级本科生进行早期科学研究训练，以进一步加强学生的专业素养，并由工作在科研一线的科研人员担任班主任。

物理学专业基础学科招生改革试点面向国家重大战略需求，培养具有爱国情怀与坚定理想信念、扎实学识与宽广学术视野、创新思维与深厚科学素养的物理学拔尖人才，通过激发学生对物理学前沿问题的兴趣，引领学生进入关键科学技术领域，打造“德才兼备、领袖气质、家国情怀”的未来科学家，为国家重大战略领域输送后备人才。强基计划构建分阶段、分层次、立体化的人才培养体系，并将爱国主义情怀和理想信念教育贯穿始终。本科阶段培养目标为“强基础、育情怀、进前沿”。硕博阶段培养目标为“求创新、担使命、克难关”。

根据学校统筹安排，学院物理学专业基础学科招生改革试点已从2020年开始招生。

根据学院十三五规划，预期每年毕业生中进入国内外一流大学或科研院所攻读硕士或博士研究生的比例将超过80%（其中20-30%出国深造）。学院将采取有效激励措施，极力推荐和帮助学生到国际一流高校和研究机构深造，除了官方的渠道（包括，国家留学基金委的留学计划、“中美天文领域（10+10）大学校长论坛”的留学生派遣计划、欧洲核子研究中心的联合培养计划等），还包括教授们的独立推荐渠道。同时，“天琴计划”的实施，需要大量的合格人才，优秀本科毕业生将有很大的深造机会。

作为中山大学珠海校区的新建学院，物理与天文学院具有巨大的发展潜力。中山大学物理与天文学院诚邀来自海内外优质人才与科研团队加入到学院的教学科研队伍中来，共同构建面向学术前沿、面向国家重大战略需求、面向国家和区域经济社会发展的“大团队、大项目、大平台”。

科学研究

科研平台

天琴中心

实验室简介：2015年7月中山大学正式启动了空间引力波探测计划——“天琴计划”，2016年2月21日于“天琴计划”研讨会上发布“0123”四步走实施路线图，2016年4月10日正式成立天琴引力物理研究中心。中心紧密围绕“天琴计划”空间引力波探测核心任务，开展载荷研究基地、地面模拟装置、系列试验卫星、重点研发计划、国际大科学计划五大任务，预期在2030-2035年发射三颗高精度无拖曳卫星，形成大尺度等边三角形分布式空间科学探测系统，通过超高精度星间激光干涉测量，开展空间引力波探测研究。“天琴计划”得到科技部、教育部、国家中华人民共和国国家自然科学基金委员会、国防科工局、广东省政府、珠海市政府和深圳市人民政府等多个部门的大力支持，获得资助经费约1亿元。2016年4月获批启动“天琴计划”教育部重点实验室建设。

研究团队及研究方向：中心现有教师及科研人员22人，其中院士1人，教授7人；在读博士、硕士研究生共41人。研究方向主要包括：引力物理与实验分析、空间精密光学测量及地月系统物理实验、分布式空间仪器系统技术、大型空间仪器地面模拟与评估技术。

展望：天琴中心载荷研究基地的上山公路已经开通，2017年底开工建设山洞实验室、山顶激光测距台站和科研综合楼（一期），预计2019年交付使用。“天琴一号”试验卫星已于8月初通过中咨工程有限公司组织的立项评估，正在等待国防科工局批复立项。在国家部委和地方政府的大力支持下，中心迎来了快速发展的机遇期，“十三五”至“十四五”时期将完成载荷研究基地、地面模拟装置等平台建设，预计“十三五”末期将形成300人规模的研究团队，为国家空间引力波探测奠定坚实的基础。

天文与空间科学研究院

2013年12月28日中山大学在珠海校区举行了揭牌仪式，成立天文与空间科学研究院，复办了中山大学的天文学科。院部与天文部分位于中山大学南校园（海珠区），空间科学部分位于中山大学珠海校区。中山大学在1927年创办了国内第一个中国科学技术大学天文学系，1929年又在越秀山修建了中大天文台。广州经纬度的首次决定、航空学校天文学教学等，中大天文学师生均有参与。1952年院系调整，中山大学天文学系全体师生和天文台全体员工、仪器设备调整入南京大学星。天文与空间科学研究院（以下简称天空院）的成立旨在复办中山大学天文学，目标是建设中大天文一级学科，与物理一级学科以及数学一级学科合作形成多个跨学科研究。天空院的短期目标是通过招聘形成天文与空间科学若干研究方向上的团队，以教师、博士后以及研究生为主，达到一定研究实力。数年后，开始招收本科生，与中大理工学院和数计学院形成高架桥的本科生教育方式。计划将设立天文系，空间科学系。

科研成就

王爽、李淼等用红移切片技术研究了最新的JLA超新星样本，发现超新星色变参数β存在着明显的演化迹象，论文发表在国际一流天文学刊物MNRAS上。王爽、李等还利用相互作用暗能量模型研究了SNLS3超新星数据，发现采用不同的超新星光变曲线拟合方式不会产生明显的宇宙学影响，论文发表在国际一流天文学刊物A\u0026A上。

王爽、李淼等从理论和数据两方面分析了当前的宇宙加速膨胀是否存在变缓的可能性，发现空间曲率和超新星数据对此有显著的影响，论文发表在国际一流天文学刊物ApJ上。

李淼等提出了一个新的暗能量模型，指出暗能量可能包含不止一种成分，论文发表在国际一流物理学刊物JCAP上。王爽等用多种诊断工具对此模型进行了研究，论文发表在中国科学G上。

林树研究了一般热化过程中初态长程关联的效应。论文发表在国际一流刊物Phys.Rev.D上。林树等还研究了夸克质量效应对轴矢荷动力学的影响，论文也发表在Phys.Rev.D上。

孙佳睿等利用流体/引力对偶成功找到了普通流体中的声学黑洞与渐进AdS时空中真实黑洞的关联，论文发表在国际一流物理学刊物Phy.Rev.D上。

李明华等研究了伽马爆的亮点相关函数，论文发表在表在国际一流天文学刊物ApJ上。李明华等利用伽马爆的分布研究了宇宙的均匀性，论文发表在国际一流天文学刊物A\u0026A上。

朱维善、冯珑珑等利用自主研发的宇宙学流体模拟程序，完成了一组流体模拟，并利用这些模拟结果研究了宇宙湍流的性质，论文发表在国际一流天文学刊物ApJ上。

申荣锋等发展了一个适用于黑洞超亚瑟·埃丁顿吸积系统的光学厚的物质外流动力学模型，论文发表在国际一流天文学刊物MNRAS上。

李朝红团队采用团簇平均场理论、多体简并微扰理论、Bethe分析方法和数值模拟方法，研究了光晶格中多体超冷原子体系的量子关联与量子相变。分析原子Hubbard体系特有的多体量子关联，揭示了原子-空穴凝聚、分数Mott绝缘相等新奇量子现象；给出了一维量子原子气体特有的束缚态和量子相变等。相关研究结果发表在Rev.Mod.Phys.、Phys.Rev.Lett.和Phys.Rev.A等国际一流学术期刊上。

李朝红团队系统地研究了相互作用超冷原子体系的非平衡量子动力学。发展了量子自囚禁相变的Kibble-Zurek理论，揭示了量子自囚禁相变的普适动力学机制；发展了多体量子行走的多体简并微扰理论，发现了统计依赖的共同量子行走；发展了物质波量子反射的变分理论，预言了非线性增强的量子反射等。相关研究结果发表在Phys.Rev.Lett.、EPL(EurophysicsLetters)和Phys.Rev.A等国际一流学术期刊上。

李朝红团队研究了超冷原子体系的多体量子干涉，并探索了多体量子效应在精密测量中的潜在应用。发展了相互作用多粒子体系的非线性量子干涉理论，探讨了多体量子纠缠在精密测量中的潜在应用，提出了实施高精度量子测量的新方案等。相关研究结果发表在Phys.Rev.Lett.、ScientificReports和Phys.Rev.A等国际一流学术期刊上。

李朝红团队研究了非厄米量子体系的宇称时间对称性及其调控。发展了宇称-时间对称性的周期调制方法，发现了赝宇称-时间对称性这一新现象，揭示了高频Floquet分析不保持原体系对称性的局限性等。相关研究结果发表在Phys.Rev.Lett.、Laser\u0026PhotonicsReviews和Phys.Rev.A等国际一流学术期刊上。

发展规划

根据中山大学对珠海校区“提增量”的定位以及发展深海、深空、深地等学科群的总体布局，学院已经初步形成“123”的中长期发展规划，即依托天琴空间引力波探测计划（简称“天琴计划”）、中国空间站工程中国空间站工程巡天望远镜望远镜粤港澳大湾区科学中心（简称“巡天中心”）两大国家级研究平台和广东省量子精密测量与传感重点实验室一个省部级平台，引领中山大学珠海校区的“深空”1个学科群，支撑物理学和天文学2个一级学科，重点发展引力物理、天体物理、量子物理3个研究方向。

天琴计划是罗俊院士及其团队提出的我国主导的空间引力波探测计划，其基本方案是于2035年前后在约10万公里高的地球轨道上，部署三颗全同卫星构成边长约为17万公里的等边三角形编队，建成空间引力波探测天文台。天琴将打开0.1mHz~1Hz频段的引力波的探测窗口，主要探测对象包括了从几倍太阳质量的恒星级黑洞到星系中心高达上千万倍太阳质量的大质量黑洞、银河系中大量的致密双星、邻近宇宙空间的恒星级双致密星、以及源于早期宇宙的引力波等，将对天文学、物理学研究产生显著的推动作用。天琴计划提出了“0123计划”技术路线图来稳步推动一系列核心关键技术的发展，其开展将推动中国高精度空间探测载荷及卫星技术跨越式发展，在各个阶段所取得的技术进步也在地球重力场测量等方面有重要的应用，具有重大的战略价值。

中国空间站工程巡天望远镜中心是发挥好中国空间站巡天空间望远镜挖掘科学价值的研究实体，按照载人航天工程“三步走”战略，中国空间站将于2022年前后完成在轨建造，之后将发射巡天空间望远镜。巡天空间望远镜作为空间站工程最重要的空间科学设施，是中国迄今为止规模最大、指标最先进的空间天文望远镜，具有强大的国际竞争力。中国空间站工程巡天望远镜粤港澳大湾区科学中心依托中山大学物理与天文学院建设，将充分发挥学校学科和人才优势，借力大湾区区位优势、经济优势、政策优势，以港澳为纽带，凝聚大湾区天文科研力量和国内外优秀科学团队高效开展天文科学交流与研究，助力学校天文科学水平迈向国际一流，服务国家重点区域发展战略。

量子物理是人类探究微观世界的重大成果，量子科技发展具有重大科学意义和战略价值，是一项对传统技术体系产生冲击、进行重构的重大颠覆性技术创新，将引领新一轮科技革命和产业变革方向。学院量子物理研究团队以量子力学基本问题和原子分子光物理学科为基础，以精密测量与信息处理为导向，发展基于量子力学相干态和纠缠态的交叉前沿科学。量子精密测量和量子信息测控作为第二次量子科学革命的重要研究方向，将孕育二十一世纪的颠覆性技术，有望在量子模拟、量子计算、量子网络、量子通信、精密光谱、超级遥感和分子工程等领域带来变革。量子物理相关团队将致力于打造具有国际影响力的原子分子光物理研究高地，实现原子分子光物理与量子技术的融合交叉，取得原创性的基础科学重大成果，推动量子技术服务国民经济和国家战略需求，支撑以天琴计划为代表的满足国家战略需求的“深空深地深海”研究，培养优秀量子科技人才。

获得荣誉

2021年6月，中共中山大学物理与天文学院天琴中心教工支部委员会入选广东省委教育工委、广东省教育厅“两优一先”拟表彰对象。

参考资料

中共广东省委教育工委 广东省教育厅 关于“两优一先”拟表彰对象名单公示_广东省教育厅网站.广东省教育厅网站.2021-11-19