浙江省重點學科介紹
——理論物理

理論物理學科是浙江師范大學最老的學科之一，經(jīng)過多年的建設，特別在近年來實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，自2009年被評為浙江省重點學科后，2012 年再度被列為浙江省重點學科。目前，學科涵蓋拓撲量子相變、量子輸運理論、非線性物理、冷原子物理等理論物理的前沿課題，取得了一批在國內乃至國際上有一定影響的成果。自2008年以來，已在物理學一級學科、國際權威期刊——美國物理學會主辦的《物理評論》(Physical Review，PR)系列上發(fā)表了署名為浙江師范大學的論文100 余篇，其中:《物理評論快報》(Physical Review Letters，PRL)6 篇(其中5 篇為第一或者通信單位);Rapid Communication 3 篇;Editors′ Suggestion 2 篇。在高級別期刊論文發(fā)表方面，該學科一直處在浙江省高校的前列。一些研究成果被國外著名的大學和研究機構多次引用。

近年來，理論物理學科在學科負責人龔昌德院士的帶領下，積極開展學科建設和人才隊伍建設，并以龔昌德院士擔任主任的“海峽兩岸統(tǒng)計物理與凝聚態(tài)理論研究中心”為窗口，積極開展對外合作交流，已成功主辦國際、國內大型會議及研討會多次。該學科教師結構合理，大多數(shù)學術骨干年齡都在45 歲以下。近年來，已獲得國家級項目10 余項，多數(shù)教師都以第一作者、通信作者發(fā)表過SCI 二區(qū)以上期刊論文。

研究方向一:拓撲量子相變

以量子霍爾效應為原型的拓撲量子態(tài)與相變研究，最近拓展到量子自旋霍爾體系、三維拓撲絕緣體、量子反?；魻栃?、強關聯(lián)拓撲體系，已經(jīng)成為國際物理學界的最新研究前沿與關注焦點。該研究方向取得如下成果:1)發(fā)現(xiàn)拓撲平帶的玻色子分數(shù)量子反?；魻栃?、非阿貝爾型量子反?；魻栃⒏哧悢?shù)拓撲平帶的分數(shù)量子反?；魻栃?、分數(shù)量子反?；魻枒B(tài)(分數(shù)陳絕緣體)的手征Luttinger 液體型邊緣激發(fā)，在PRL、PRB 等發(fā)表論文多篇，該系列研究工作受到美國、歐洲多個著名大學、研究機構的廣泛關注和好評，其中有2 篇(PRL 論文)近2 年內獲引用130 次;2)在自旋霍爾效應的研究中提出了基于橫向邊界約束的邊界自旋-軌道耦合模型，預言了與自旋軌道耦合系統(tǒng)接觸的普通金屬電極上可能觀測到自旋極化現(xiàn)象，在PRB 上發(fā)表論文多篇。

研究方向二:量子輸運和動力學

量子輸運理論一直是物理學研究的熱點，該學科開展如下幾個方面的研究:1)導電高分子。內容涉及高聚物分子電子學新原理和新效應的探究，如提出電子自旋共振(ESR)的對偶效應——高聚物中的電荷反轉效應;2)石墨烯的若干輸運性質。如提出多種谷極化電流的產(chǎn)生方案、石墨烯納米帶的自旋相關輸運、超導Andreev 電導譜等，在PRL、PRB、APL(Applied Physics Letters)發(fā)表論文多篇;3)自旋電子學和納米電子學。對半導體自旋軌道體系，研究了自旋流的整流效應、自旋極化方向的調控、磁等離子體譜的各向異性等，提出可在線性響應區(qū)工作的自旋流二極管，在PRB、APL 發(fā)表論文多篇。

研究方向三:非線性物理

孤子理論作為非線性科學的主要研究方向之一，在非線性光學、凝聚態(tài)物理、流體力學等領域有廣泛的應用，是當今國際上的研究熱點之一。近年來的研究特色為:1)孤子基本理論。拓展了齊次平衡方法，求出了非線性演化方程多孤子解，分別建立了基于齊次平衡法和基于廣義形變映射法的非線性系統(tǒng)變量分離理論，與多線性變量分離法具有一致的有效性，并在(1 +1)維非線性物理系統(tǒng)中取得成功;2)非線性系統(tǒng)的孤子解析解和動力學研究非線性周期介質中傳播的許多新奇現(xiàn)象。從理論上分析此類介質中光的傳播孤子特性及其穩(wěn)定性。應用孤子理論中的對稱約化方法、非自B?cklund 變換、形式分離變量方法和形變方法等系統(tǒng)地研究描述光在非線性周期介質傳播的類非線性薛定諤方程(組)的局域解析解，分析其傳播性質，并應用于解釋實驗發(fā)現(xiàn)的孤子及其裂變以及倍頻現(xiàn)象。

研究方向四:冷原子物理

在冷原子物理理論的若干前沿領域開展了系統(tǒng)的研究工作，取得了一系列重要成果，并形成了自己的研究方向和特色:1)把適用于一維電子氣的Luttinger 模型中的玻色量子化方法成功推廣到有諧振勢情況下的費米冷原子氣，發(fā)展了諧振勢系統(tǒng)中軟邊界的玻色量子化和相算符理論;2)把基于Bethe-Ansatz 基礎上的密度泛函理論推廣并應用于一維受限費米冷原子氣的晶格系統(tǒng)之中，給出了受限一維吸引Hubbard 模型的完整相圖，以及觀察在凝聚態(tài)系統(tǒng)中提出的Luther-Emery 相和自旋電荷分離的實驗方法和判據(jù)。在PRL 上發(fā)表論文3 篇，在PRA、PRB 上發(fā)表論文20 多篇，研究結果已被引用300 余次;3)開展相干原子體系中光脈沖的穩(wěn)定性研究。利用共振非線性光學的多重尺度法與數(shù)值方法相結合，研究了相干性原子系統(tǒng)中局域光脈沖的形成以及它們的穩(wěn)定性，并在PRA 上發(fā)表論文多篇。