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北京大學(xué)等離子體物理專業(yè)簡(jiǎn)介
等離子體物理既是物理學(xué)中一個(gè)重要的分支,又與材料學(xué)、化學(xué)等學(xué)科相互交叉。下面小編為您帶來北京大學(xué)等離子體物理專業(yè)簡(jiǎn)介!
北京大學(xué)等離子體物理專業(yè)簡(jiǎn)介
本學(xué)科針對(duì)實(shí)驗(yàn)室以及自然界中的各種等離子體物理現(xiàn)象,圍繞能源與空間開發(fā)方面的人類生存與發(fā)展的重大需求及相關(guān)國家重大科學(xué)研究計(jì)劃,以聚變能源開發(fā)、地球空間環(huán)境、宇宙天體演化、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的等離子體物理過程為主要研究對(duì)象,通過理論、數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)觀測(cè)進(jìn)行深入研究。
北京大學(xué)等離子體物理學(xué)科是1950年代后期根據(jù)國家核聚變研究發(fā)展的需要,在胡濟(jì)民先生親自關(guān)心和指導(dǎo)下發(fā)展起來的(包括當(dāng)時(shí)技術(shù)物理系的核聚變教研室和物理系理論物理的磁流體力學(xué)方向),是全國高校中最早建立的等離子體物理學(xué)科之一。后來又在地球物理系發(fā)展了空間等離子體物理研究方向。隨著中國于2006年正式參與國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆(ITER)計(jì)劃,學(xué)科得到進(jìn)一步加強(qiáng),逐漸形成以磁約束核聚變研究為主,還包括空間與天體等離子體、高能量密度等離子體物理以及計(jì)算等離子體物理等4個(gè)方向:
1.聚變等離子體物理
核聚變研究是關(guān)系人類未來能源、國家長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略以及等離子體基本理論與應(yīng)用的重要領(lǐng)域,是與一些國家重大科學(xué)工程相關(guān)的科學(xué)技術(shù)研究的基礎(chǔ)。本研究方向主要在國家有關(guān)重大專項(xiàng)及國際合作專項(xiàng)的支持下開展聚變等離子體物理基礎(chǔ)研究,目前承擔(dān)了ITER計(jì)劃專項(xiàng)國內(nèi)配套項(xiàng)目、973、慣性約束聚變等多項(xiàng)國家科研項(xiàng)目,致力于培養(yǎng)一批擁有全面、均衡和高水平的實(shí)驗(yàn)、理論、及計(jì)算模擬研究能力的聚變?nèi)瞬拧?/p>
2.空間與天體等離子體物理
等離子體是宇宙中物質(zhì)存在的主要形式。本方向以空間和天體等離子體為研究對(duì)象,通過分析衛(wèi)星及地面觀測(cè)結(jié)果,結(jié)合空間物理、天體物理和基本等離子體物理理論,進(jìn)行分析綜合,了解等離子體物理的基本規(guī)律。目前本方向承擔(dān)了國家基金委重點(diǎn)項(xiàng)目等,在磁重聯(lián)、磁層物理、太陽風(fēng)湍流等方面具開展研究。
3.高能量密度等離子體物理
高能量密度等離子體物理主要基于實(shí)驗(yàn)、理論和數(shù)值模擬等方法,研究能量密度超過10萬焦耳/立方厘米極端條件下高能量密度等離子體物理特性及變化規(guī)律的科學(xué),是近年發(fā)展起來的重要交叉前沿領(lǐng)域。本方向主要研究超強(qiáng)激光束(或超強(qiáng)粒子束流)與物質(zhì)作用下強(qiáng)場(chǎng)物理(包括超強(qiáng)電磁場(chǎng)的產(chǎn)生、相對(duì)論帶電粒子加速、強(qiáng)場(chǎng)下原子電離等)和物質(zhì)特性,也包括某些高能量密度天體物理現(xiàn)象的模擬。本方向?qū)W術(shù)帶頭人為北京大學(xué)應(yīng)用物理與技術(shù)中心主任賀賢土院士。
4.計(jì)算等離子體物理
由于等離子體物理體系的復(fù)雜性,計(jì)算與大規(guī)模計(jì)算機(jī)模擬從來就是等離子體研究的一個(gè)不可或缺的部分,也是高性能計(jì)算領(lǐng)域的重要應(yīng)用方向之一。大規(guī)模聚變模擬對(duì)計(jì)算能力提出了更高的要求,反過來又促進(jìn)了超級(jí)計(jì)算硬件和軟件的研究和發(fā)展。本方向?qū)W術(shù)帶頭人為北京大學(xué)長(zhǎng)江講座教授,美國加州大學(xué)Irvine大學(xué)教授林志宏。
就業(yè)前景:
等離子體物理既是物理學(xué)中一個(gè)重要的分支,又與材料學(xué)、化學(xué)等學(xué)科相互交叉。同時(shí)還是一些現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)(如微納制造及加工、新材料的合成等)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。當(dāng)今社會(huì),等離子體技術(shù)在微電子、新材料、環(huán)境、能源、空間等高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用具有十分廣闊前景,如利用等離子體技術(shù)進(jìn)行芯片加工及制備先進(jìn)的功能材料就是等離子物理的一項(xiàng)重要應(yīng)用。
等離子體物理學(xué)的研究開辟了高新技術(shù)的新領(lǐng)域,如相干輻射源的研制和粒子加速器新概念的提出。這些將有可能在能源、國防、通訊、材料科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)中發(fā)揮重要作用。
作為自然科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ)學(xué)科物理學(xué)專業(yè)的優(yōu)秀畢業(yè)生素質(zhì)較好,他們不但具有較好的基礎(chǔ)、刻苦鉆研的精神、扎實(shí)的訓(xùn)練,而且有較強(qiáng)的可塑性、寬廣的視野以及較大的創(chuàng)新潛力。因此本專業(yè)的碩士畢業(yè)生可到高校、科學(xué)研究院所和高技術(shù)企業(yè)(如中芯、北方微電子、惠普等)從事等離子體物理與器件的教學(xué)、科研、新產(chǎn)品新技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)和管理工作,也可以繼續(xù)在國內(nèi)外攻讀相關(guān)的光電信息、微電子、材料等高新技術(shù)學(xué)科、交叉學(xué)科的博士學(xué)位。
總之,隨著等離子體物理應(yīng)用越來越廣泛,該專業(yè)的人才需求也逐漸增加,就業(yè)前景十分光明。
等離子體物理相關(guān)職位
基礎(chǔ)軟件工程師,工程技術(shù)員,審稿編輯(物理學(xué)科),產(chǎn)品經(jīng)理,物理學(xué)科教輔圖書編輯、編輯助理,工藝工程師
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