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上海交通大学物理与天文学院溯源于1928年设立的物理系,秉承上海交通大学“起点高、基础厚、要求严、重实践、求创新”的办学要求,以国家在物理学、天文学及多个相关学科交叉领域的重大战略需求为导向、以培养拔尖创新人才和解决重要科学问题为宗旨,以建成世界一流的物理与天文学院为目标。
经过几代交大物理人和天文人的持续努力和不懈奋斗,上海交通大学物理与天文学院已经成为国内学科专业门类最齐全、发展速度最快、最具有国际竞争力的物理院系之一。拥有粒子与核物理、凝聚态物理(国家重点学科),光学(国家重点学科)、原子分子物理、激光等离子体物理(国防特色学科)、天文与天体物理、计算物理、交叉物理等多个学科方向。牵头国家级协同创新中心1个、教育部重点实验室3个和上海市重点实验室1个,拥有基金委创新群体3个、科技部创新团队3个以及教育部创新团队3个。物理学在第四轮学科评估中获评A类学科,2019年入选国家首批一流本科专业建设点, 2020年入选教育部首批“强基计划”,2022年入选国家“双一流”建设学科。
学院始终将人才培养作为办学根本任务,构建“价值引领、知识探究、能力建设、人格养成”四位一体的人才培养体系,2021年成立“李政道物理班”,着力探索基础学科优秀人才的培养模式。学院现有学生近千名,近五年学生荣获省部级以上竞赛奖励百余项。学生团队多次荣获中国大学生物理学术竞赛一等奖,本科生王子健、章艳芳荣获第十七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛数理组一等奖,本科生潘子涵荣获全国大学生数学竞赛一等奖,博士生崔祥仪荣获上海市大学生年度人物,博士生段绍峰荣获校级最高荣誉“校长奖”。
学院现有专任教师160余人,其中两院院士6人,各类国家级高层次人才80余人。依托高水平师资力量和先进平台基地,开展前沿研究,取得多项具有重要国际影响力的成果。实现了暗物质粒子性质国际最强限制;刻画了国际上最大、最完备的暗物质分布天图;揭示了颗粒物质临界固体本质;首次发现光子莫尔晶格中波包演化规律;首次实现超快激光对量子材料的电子维度操控;首次实现库珀对动量导致的分段费米面。近五年发表论文2800余篇,其中Science、Nature及其子刊、PRL 等顶级期刊论文460余篇,承担国家级科研项目344项,科研经费到款连续9年超过1亿元;一项成果获国家自然科学二等奖,五项成果获省部级一等奖。
今天的上海交通大学物理与天文学院,秉承百年交大的优良办学传统和深厚文化底蕴,以服务国家为己任、以人才培养为中心、以队伍建设为抓手、以学科建设为牵引、以综合改革为动力,努力建设成为一个有高度、有宽度、有温度的中国特色世界一流的物理与天文学院!
物理与天文学院:https://www.physics.sjtu.edu.cn/
上海交通大学物理与天文学院交叉科学研究所
交叉科学研究所成立于2000年4月,目前有教师8名,包括教授5人、特别研究员3人。其中1人为国家“外专千人计划”入选者,5人为国家“青年千人计划”入选者,1人获国家自然科学基金优秀青年项目资助并入选“长江学者”青年项目。研究所在生物物理、统计物理、软物质物理等研究方向和基础课教学中发挥了积极作用,不断进取;近年来,在项目申报、人才引进、科学研究等方面都取得了显著成果。获得国家自然科学基金优秀青年项目资助1项;面上项目资助8项;引进5位国家“青年千人”,1位国家“外专千人”,1位上海“千人”;以交大为第一单位(第一作者并通讯)发表二十余篇高端论文,包括Nature 主刊1篇、PNAS 4篇、Nature Communications 2篇、Physical Review Letters 10篇等。
上海交通大学物理与天文学院凝聚态物理研究所
凝聚态物理学是研究物质,主要是固体的物理性质、结构,微观动力学过程,及它们的相互关系,是现代物理学中规模最大的学科。上海交通大学物理与天文学院的凝聚态物理学科是教育部重点学科,是学校的重点发展学科。“凝聚态物理研究所”具有一批高水平、年龄结构层次合理的师资队伍,在多个研究方向具有国际影响力。以凝聚态物理研究所为主体组建了“人工结构及量子调控实验室”教育部重点实验室、“上海复杂物理中心”以及“沈阳材料科学国家研究中心上海分部”。凝聚态物理所研究生教育的主要目标是训练和培养学生扎实的物理基础,独立工作能力和创新能力,通过国际一流的教授队伍、原创性研究工作来带动研究生的培养。近年在拓扑量子态、新奇量子材料、超导物理和应用、新能源等领域取得了迅速的发展。贾金锋团队“拓扑量子材料制备与量子特性的实验研究”项目获得国家自然科学奖二等奖。凝聚态物理研究所现由贾金锋院士担任所长。
凝聚态物理学科现有研究方向:
1) 凝聚态理论:材料计算和模拟、量子多体计算、强关联体系、小量子体系
2) 表面和界面物理:拓扑量子物质、界面高温超导
3) 超导与量子器件物理:超导物理和器件、关联量子器件、量子输运
4) 关联体系实验:量子磁体、非常规超导、强关联氧化物
5) 纳米尺度光与物质相互作用:二维晶体材料和器件
6) 半导体和新能源技术:光电物理与器件、纳米光电材料、太阳能
粒子与核物理研究所
粒子与核物理研究所成立于 2009 年,定位国际一流科研机构,在 粒子和核物理多个前沿方向上开展理论和实验研究,取得了一系列具有 国际影响力的研究成果。2011 年成立上海市粒子物理和宇宙学重点实验 室,2013 年成立核天体物理中心,2016 年成立粒子天体物理与宇宙学 教育部重点实验室。研究所承担了 50 余项科研项目,包括国家科技部 重点研发计划、自然科学基金重大项目、重点和面上项目、国家杰出青 年基金项目等。目前拥有研究骨干人员 29 名,其中包括国家杰出青年 科学基金获得者 5 人,教育部长江学者 1 人,国家青年特聘专家 10 人。 现有博士后 17 人,博士生 57 人,硕士生 14 人。
光科学与工程研究中心
光科学与工程研究中心现有教师18人,包括教授8名、特别研究员3名、副教授2名、助理研究员1名、专职科研人员3名、高级工程师1名,其中中国科学院院士1人、“长江学者奖励计划”特聘教授1人、国家杰出青年基金获得者3人、国家青年千人计划入选者1人、上海市优秀学术带头人1人、教育部新世纪优秀人才计划入选者3人。研究领域包括先进光子学材料和物理、量子光学和量子信息、新型光电材料、导波光电子和集成光学、光纤激光物理与技术、光学信息存储、新型光检测方法与仪器技术等。
2014-2015年,光科学与工程研究中心在专利申请、国际学术交流以及基础研究工作上都取得了非常理想的进展。新增国家自然科学基金面上项目资助5 项,授权国家发明专利13项,在国际学术会议上作邀请报告20余次,共发表SCI收录论文96篇,举办国际学术会议2次。
Optical Science and Engineering Research Center (OSERC) currently boasts 18 faculty members, including 8 professors, 3 distinguished research fellows, 2 associate professors, 4 assistant research fellow and 1 senior engineer. Among them, there is 1 Academician of CAS, 1 Changjiang Distinguished Professor, 3 NSFC Distinguished Young Investigators, 1 National “Youth1000 Talents Plan” fellow, 1 Shanghai Outstanding Academic Leader and 3 recipients of New Century Excellent Talents Program. Research areas in the center include advanced photonic material and physics, quantum information and quantum optics, novel photo-electronic material, waveguide photo-electronics and integrated optics, fiber laser physics and technology, optical information storage, new optical testing methods and instrument technology.
In 2014 and 2015, OSERC has made great progresses in patent applications, intentional academic communications and scientific researches. 5 winners of NSFC General Programs, 13 patents have been approved and over 20 invited talks are given in the intentional conferences. In the last 2 years, OSERC has published 96 SCI-indexed research papers and organized 2 international scientific conference.
激光等离子体研究所
上海交通大学激光等离子体教育部重点实验室(B类),定位于在激光聚变(IFSA)相关的国家重大科技研究专项中发挥不可或缺的重要作用:在高能量密度物理研究前沿,持续取得世界一流的原创性成果;在强激光高技术方向,聚焦服务国家战略,为国家科技重大专项做出决定性贡献。实验室自2010年10月获批建设以来,形成了具有鲜明特色的“串联式强关联”的四个研究方向:(1)激光聚变与高能量密度物理;(2)激光加速与超快辐射;(3)超高时空分辨研究;(4)先进强激光技术。
实验室目前科研用房超过1万平方米,新建成的理科实验楼群激光楼已于2020年底正式投入使用。实验室拥有超快电子成像系统、高峰值功率(200TW、10Hz)飞秒激光系统、高平均功率(20W、1kHz)飞秒钛宝石激光系统、曙光和浪潮高性能计算服务器等大型仪器设备。承担的“MeV电子高时空分辨诊断系统研制”基金委重大仪器项目2019年验收通过,即将作为用户装置投入使用。
实验室现有博士生导师18人,硕士生导师9人,其中军科委前沿创新领域专家1人、重大专项专家4人、军口863专家3人、院士3人,杰青5人,“四青”6人。张杰院士领导的“高能量密度物理若干前沿问题研究”基金委创新群体连续 3 期获得资助;实验室主任钱列加教授领导的“强激光与等离子体”团队入选 2016 年科技部创新团队。
实验室在读研究生81名,其中博士生73名,近五年共有37人获得博士学位,15人获得硕士学位,2人次获得亚太等离子体学会 U30 青年科学家奖,5人次获得蔡诗东等离子体物理奖,7人次获得王大珩高校学生光学奖,超过百人次获得IFSA协同创新中心奖学金。2022年预计招收博士生23人,硕士生12人。
在过去的五年里,实验室共发表SCI收录论文 400余篇,其中有70余篇论文在高影响因子的国际著名学术期刊发表(包括:Nature(IF= 42.778)1篇、Nature Photonics(IF=32.5) 2篇、Appl. Phys. Rev. (IF=19.162)1篇、Phys. Rev. X(IF=14.4)2篇、Nature Communications(IF=12.4)6篇、Phys. Rev. Lett.(IF=8.8)34篇、Light:Science &Applications(IF=13.6)2篇、Science Advances (IF=12.8)2篇、PNAS(IF=9.5)8篇、Optica(IF=7.7)4篇和Laser&Photonics Reviews(IF=8.5)2 篇); 出版学术专著1部;授权国家发明专利24项和美国专利11项。
激光等离子体实验室担当了代表教育部直属高校牵头服务国家重大专项的重任:(1)2010年牵头组织教育部IFSA联合研究中心,包括北大、清华、浙大等22所高校;(2)2010年获批国家重大专项三个研究基地之一的激光等离子体应用基础研究基地;(3)2011年起负责国家重大专项四个专业组之一的应用基础技术组;(4)2014年牵头申报成功国家2011协同创新计划-IFSA协同创新中心,这是我国激光聚变领域唯一的国家级协同创新中心;(5)2016 年“高能量密度物理”入选国家首批国防特色优势学科; (6)在2018年教育部重点实验室(B类)验收评估中获评优秀。
在国际合作方面,实验室与美国利弗莫尔国家实验室(LLNL)、英国卢瑟福实验室(RAL)、日本大阪大学强激光工程研究所(ILE)、欧盟极端光学基础设施(ELI)等国际著名的IFSA研究中心建立了长期、紧密的合作关系,签署了合作备忘录, 联合组队实验打靶,并派遣学生学习交流。此外,实验室还成功举办了多个本领域的国际重要专业学术会议。
实验室的创新成果得到了国内外学术界的广泛认同,张杰院士获激光聚变领域国际最高奖项的爱德华·泰勒奖(2015),这是我国科学家和华人科学家首次获此殊荣,向导教授获教育部青年科学奖(2016),盛政明教授获海外华人物理与天文学会亚洲成就奖(2016),强场激光物理团队荣获香港求是基金会“求是杰出科技成就集体奖”(2018年)。此外,实验室成员获得教育部技术发明一等奖1 项(2017)以及上海市自然科学一等奖1项(2018)。2018年,张杰院士受邀成为美国国家科学院在物理领域设立的Comstock Prize和美国物理学会在等离子体领域设立的Ronald Davidson等离子体物理奖遴选委员会委员,这是实验室国际地位的一个新突破。
维尔切克量子中心
Wilczek Quantum Center (WQC), initially founded at Hangzhou in 2014, moved to Shanghai Jiao Tong University to become a new center for theoretical physics in Summer 2017. The Center is a unit of School of Physics & Astronomy, and has a strong connection with Tsung-Dao Lee Institute (TDLI). Currently, WQC has 10 faculty members, including the Chief Scientist (Frank Wilczek), 2 full professors, 3 associate members, and 4 foreign adjunct professors. The research areas of WQC are broadly planned, including theory of quantum matter, quantum optics, quantum information, and cold atom physic as well as statistical physics and quantum-related biological problems. WQC is striving to become a world class theoretical quantum physics center with top-level reputation.
天文系
数理化、天地生。作为六大基础学科之一,天文学一直引领人类、探索着自然科学的边疆。近年来,天文学发展迅速,暗物质、暗能量、引力波、系外行星、高红移星系、极端天体等重大发现纷至沓来。2013年国务院《国家重大科技基础设施建设中长期规划》明确将天文列为重点发展领域。但是我国天文人才非常短缺,急需一流天文单位的培养与支撑。
上海交通大学天文系成立于2017年4月,前身是2012年成立的天文与天体物理研究中心,现有教职人员14名,包括中国科学院院士1人、长江学者1人、国家杰出青年基金获得者5人、基金委优秀青年基金获得者1人等。研究领域包括宇宙学、星系形成、多波段观测、星系动力学等。天文系在科研和人才培养方面进展顺利:主持了科技部973项目、基金委重大项目、创新研究群体等重大课题;主持CLAUDS观测项目、领导中国联盟参加了PFS第四代暗能量巡天、参加了DESI、SKA等项目;主办了ELUCID合作会议、BigBOSS项目合作会议、PFS项目合作会议、中国SKA暑期学校、Shanghai Assembly on Cosmology and Galaxy formation等国际会议;发表了高影响因子论文百余篇;深度参与中国空间站望远镜科研项目等。天文系Gravity超级计算机于2020年上线(https://gravity-doc.github.io),拥有3000核、20TB内存、6PB存储。
2016年11月,李政道研究所于上海交通大学成立。天文部是李所三大研究部之一。成立至今,已主办了20余次国际会议、开展了多层次的学术交流。天文部已有senior/associate/junior/visiting fellow等10余位学者,研究领域包括高能天体物理、系外行星、多信使天文学、宇宙学和星系形成、实验室天体物理等,并继续积极全球招聘。上海交通大学天文系和李政道研究所天文部优势互补,合作密切,共同致力于建设国际一流的交大天文研究中心和学术交流中心。
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