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的个人主页 http://shi.buaa.edu.cn/shenshihang/zh_CN/index.htm
从事原子核理论与计算物理研究,致力于发展基于基本核力的原子核第一性原理计算方法,探索复杂量子多体系统中的结构、动力学与涌现现象。
研究结合量子多体理论、高性能计算、人工智能和新型计算方法,发展从微观核子相互作用到宏观核现象的理论描述框架。主要研究方向包括原子核第一性原理计算、核结构与几何形状、核反应与核数据、人工智能及量子计算在核物理中的应用等。
近年来在相对论第一性原理方法、格点有效场论、原子核空间结构研究等方面取得系列成果,相关工作发表于 Nature Communications、Physical Review Letters、Progress in Particle and Nuclear Physics 等国际期刊。
原子核是由质子和中子组成的复杂量子多体系统。理解原子核结构,需要从基本核力出发,在减少经验参数依赖的情况下描述丰富的核现象。
课题组致力于发展新一代原子核第一性原理计算方法,包括:
相对论第一性原理核结构理论;
手征核力与多体计算方法;
格点有效场论方法;
大规模量子多体计算。
目标是建立从核子相互作用到有限原子核性质的统一理论描述。
复杂量子系统中,宏观结构往往由微观自由度的集体行为产生。
课题组发展直接从多体波函数中提取物理信息的新方法,研究:
原子核空间分布与几何形状;
α 集团结构;
集体运动与单粒子激发;
轻核中的涌现现象。
相关研究揭示了碳-12等轻核中不同量子态对应的特殊几何结构,为理解原子核中的集团现象提供了新的理论视角。
原子核不仅是基础量子多体系统,也是能源、天体物理和核技术的重要基础。
课题组正在探索基于第一性原理计算的核反应理论方法,包括:
低能核反应与散射过程;
不稳定核和极端条件下的核性质;
面向核天体物理和核数据需求的理论计算。
未来希望建立连接“基本核力—原子核结构—核反应—实际应用”的理论计算体系,为核数据评价、核工程以及核天体研究提供基础理论支持。
现代核物理中的许多问题涉及极高维度的量子多体空间,需要发展新的计算方法。
课题组探索:
人工智能辅助的量子多体计算;
神经网络表示复杂量子波函数;
GPU和高性能计算技术;
面向未来量子计算的核物理算法。
希望通过物理理论与计算科学的交叉,发展解决复杂量子问题的新工具。
建立相对论第一性原理核结构计算框架
发展了自洽相对论第一性原理方法研究有限原子核,揭示相对论效应在改善原子核性质描述中的重要作用。相关研究发表于 Progress in Particle and Nuclear Physics 综述及系列论文。
发现原子核中的新型几何结构
提出基于第一性原理波函数研究核子空间分布的方法,揭示碳-12不同核态中的几何结构特征。相关成果发表于 Nature Communications。
解决氦-4跃迁性质长期理论问题
利用第一性原理计算成功解释氦-4单极跃迁实验与理论预测之间长期存在的差异。相关成果发表于 Physical Review Letters。
探索极端量子系统
利用格点第一性原理方法研究铍同位素、晕核以及四中子系统等前沿问题,探索弱束缚量子系统中的关联和新现象。
欢迎硕士生、博士生和博士后加入课题组。
招生方向包括:
理论物理、原子核物理;
数学、计算机科学等交叉背景;
高性能计算、人工智能、量子计算;
核反应、核数据及相关应用方向。
如果你对探索未知问题、发展新的计算方法以及理解复杂量子系统感兴趣,欢迎联系。
研究生阶段不仅是学习已有知识,更重要的是逐渐掌握发现问题、分析问题和解决问题的方法。
本课题组主要从事原子核理论与计算物理研究,涉及理论推导、科学计算、程序开发以及多学科交叉等多个方面。因此,希望学生在研究过程中逐步培养以下能力:
文献阅读与问题分析能力;
理论理解和推导能力;
科学计算与程序开发能力;
学术交流与科研写作能力;
团队合作和独立研究能力。
这些能力并不要求入组时已经全部具备。研究生培养的过程,就是不断学习和提高的过程。相比已有知识和技能,我更看重:
对科学问题的兴趣、主动学习的态度,以及面对困难时持续探索的能力。
科研和课程学习有很大的不同。
课程学习通常有相对明确的答案,而科研面对的问题往往没有现成答案,需要不断尝试、验证和探索。
因此,科研过程中遇到困难、走弯路甚至失败是非常正常的。一个好的研究者,不是不会遇到问题,而是在遇到问题时能够保持耐心,分析原因,寻找新的方法。
课题组鼓励学生:
对问题保持好奇心;
勇于提出新的想法;
同时建立在已有知识和可靠分析基础上;
重视细节和基础积累。
科研成果通常来自长期积累,而不是一次计算或者一个想法立即产生突破。大量尝试、比较和验证,是科研过程中不可缺少的一部分。
科研是一项高度依赖交流的工作。
很多重要想法并不是一个人在电脑前独立完成的,而是在讨论、质疑和合作中逐渐形成的。因此,课题组鼓励学生主动交流:
分享自己的想法;
汇报研究进展;
提出遇到的问题;
讨论不同的观点。
讨论并不意味着否定个人能力。科研中的提问、建议甚至不同意见,都是帮助我们更好理解问题、提高研究质量的重要方式。
同时,我们也尊重每位学生不同的性格特点。有些同学习惯独立思考,有些同学更喜欢交流探索。重要的是,在需要合作和讨论的时候,能够开放地沟通,而不是长期封闭自己的想法。
现代科研越来越依赖合作。
在课题组中,不同成员可能承担不同方向、不同环节的工作。优秀的科研团队不是每个人独立竞争,而是通过互相支持,共同完成更复杂的问题。
我们重视:
尊重他人的贡献;
坦诚讨论研究想法;
根据实际贡献合理确定作者排序;
分享知识和经验,帮助团队成员成长。
科研成果属于整个团队共同努力的结果。个人贡献会被认真认可,同时也希望大家能够以合作和发展的心态参与科研。
研究生阶段需要逐渐从“完成老师安排的任务”转变为“主动发现和解决问题”。
在研究初期,导师会提供指导、讨论研究方向和帮助解决困难;随着能力提升,希望学生逐渐形成自己的判断:
为什么研究这个问题?
采用什么方法?
如何验证结果?
下一步应该做什么?
独立思考和团队交流并不矛盾。真正优秀的研究者,既能够独立探索,也能够有效合作。
科研过程中,遇到困难是正常的。如果遇到:
研究进展受阻;
对方向存在疑问;
时间安排有冲突;
对任务量或计划有不同想法;
建议及时沟通。
很多问题并不是因为困难本身,而是因为缺少交流而逐渐积累。
课题组希望建立一种开放、平等、互相信任的科研环境,让每个人都能够在挑战中成长。
我希望培养的不只是能够完成某一个研究课题的学生,而是具备长期科研能力的人。
未来无论继续从事学术研究,还是进入工业界、科研机构,真正重要的是:
保持学习能力;
善于分析复杂问题;
能够与他人合作;
面对未知保持探索精神。
如果你对探索未知问题有兴趣,愿意不断学习和成长,欢迎加入。
北京大学  物理学  博士研究生  博士学位
中山大学  软件工程  大学本科  学士学位
德国于利希研究中心 博士后
意大利米兰大学 博士后
香港大学 博士后