物理学,是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律,因此成为其他各自然科学学科的研究基础。
物理学的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言,以实验作为检验理论正确性的标准,它是当今最精密的一门自然科学学科。
首先是本科的学位及课程。的学位当然是物理学,数学的其次,其他专业除非真的有好的物理课程和背景,否则不建议申请。
其次是研究的丰富度。对于所有PHD的applicant,会以一个研究人员的标准来看待,谁都希望自己的学生一来到学校就可以上手。从研究项目的数量来说,一般3个以上的研究经历是比较好的,当然也见过一些的学生只有一个大学生研究的,不过他们已经有了好的传统,对他们的学生的质量也比较放心,不能作为我们的参考依据。
另外,方向的匹配重要,不是指你有某个研究项目和的研究相匹配,是自己选择项目的时候有目的性,几个研究都是针对某个问题的。
1、天体物理 Astrophysics
天体物理学是应用物理学的技术、方法和理论。该方向研究天体的形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律的天文学分支学科。天体物理学分为:太阳物理学、太阳系物理学、恒星物理学、恒星天文学、星系天文学、宇宙学、宇宙化学、天体演化学等分支学科。另外,射电天文学、空间天文学、高能天体物理学也是它的分支。其中高能天文物理发展较快,主要任务是研究天体上发生的各种高能现象和高能过程。由于天文物理属于纯理论的研究,应用的层面几乎没有,因此只有爱好的人才会去学这样的学科,属于冷门的方向。
2、量子物理学 Quantum Physics
量子物理学是基于量子力学的一门学科,是一门研究震动中的微粒子的物理学。学家们在研究原子、分子、原子核、基本粒子时所观察到的关于微观世界的系列特殊的物理现象称为量子现象。量子世界除了其线度极其微小之外(10-10~10-15m量级),另一个主要特征是它们所涉及的许多宏观世界所对应的物理量往往不能取连续变化的值,(如:坐标、动量、能量、角动量、自旋),甚至取值不确定。许多实验事实表明,量子世界满足的物理规律不再是经典的牛顿力学,而是量子物理学。量子物理学是当今人们研究微观世界的理论,也有人称为研究量子现象的物理学。 量子物理也属于艰深的冷门研究方向,不过量子物理学比天文物理要稍稍热门一些。
3、等离子体物理学 Plasma Physics
等离子体物理学(plasma physics)是研究等离子体的形成、性质和运动规律的物理学分支学科。等离子体是宇宙中物质存在的主要形式,太阳及其他恒星、脉星、许多星际物质、地球电离层、极光、电离气体等都是等离子体。等离子体内部存在着多种运动形式,并且相互转化着,高温等离子体还有多种不稳定性。因此等离子体研究是个复杂的问题。等离子体的实验研究,因为因素复杂多变,所以难度也大,目前精确度还不高。现在正在大力进行这方面的研究,以期能够发展出一套方法,使等离子体的温度升高到一亿度以上,并能控制它的不稳定性,在足够长的时间内,将它约束住,使热核反应得以比较充分地进行下去。对等离子体物理的研究最初的目的是解决日益严重的能源问题。这些研究需要昂贵的仪器,属于的研究,只有少数的人参与研究。
4、粒子(高能)物理 Particle (High Energy) Physics
高能物理学(high energy physics)又称粒子物理学或基本粒子物理学,它是物理学的一个分支学科,研究比原子核更深层次的微观世界中物质的结构性质,和在高的能量下,这些物质相互转化的现象,以及产生这些现象的原因和规律。它是一门基础学科,是当代物理学发展的前沿之一。欧洲大型强子对撞机09年开始运作,使得高能物理的研究欣欣向荣。目前的实验包括:CMS,D0,Atlas等等。由于从事高能物理研究需要的仪器,而国内的学校一般都没有这个条件,因此也是个冷门的方向。
5、核物理 Nuclear Physics
核物理学又称原子核物理学,是20世纪新建立的一个物理学分支。它研究原子核的结构和变化规律;射线束的产生、探测和分析技术;以及同核能、核技术应用有关的物理问题。原子核物理和高能物理有大的相似之处。如今的核物理已不再是研究物质结构的最前沿。不过核物理已经在多方面都已经大的应用。例如现在的核能,辐照加工、食品的保藏和医药的消毒、辐照育种、辐照探伤以及放射医疗等等,而且相对而言对仪器的要求也没有那么高。因此还是比高能物理稍微热门一些。
6、AMO(原子/分子/光学)物理 AMO (Atomic / Molecular / Optical) Physics
光学是研究光辐射的性质及其与物质相互作用的一门基础学科,包括光的产生、传输与探测规律,光与原子、分子、凝聚态物质、等离子体相互作用的线性和非线性光学过程、光谱学特征,以及光学与其它学科交叉的有关问题及应用。光学学科的发展与理论物理、凝聚态物理及材料科学等的发展密切相关,也对信息科学、生物、化学及医学等的进步产生深刻影响。由于与前沿科技比较贴近,光学系的人际关系网广,尤其是和industry的联系密切。光学研究在物理方面是属于热门的方向。对于我们的客户而言,由于申请物理大部分是中大的客户,而他们的研究经历一般都是和太能薄膜,光子晶体相关(这两方面的名单已经收集,详看秘密基地),因此光学也是客户申请的主流方向。
7、凝聚态物理 Condensed Matter Physics
凝聚态物理学是现在物理学的分支领域,是从微观角度出发,研究由大量粒子(原子、分子、离子、电子)组成的凝聚态的结构、动力学过程及其与宏观物理性质之间的联系的一门学科,以固体物理为基础的外向延拓。目前此一领域有两大热门方向“超导”和“纳米”,其他研究对象除晶体、非晶体与准晶体等固相物质外还包括从稠密气体、液体以及介于液态和固态之间的各类居间凝聚相,例如液氦、液晶、熔盐、液态金属、电解液、玻璃、凝胶等。研究领域包括固体物理、晶体物理、金属物理、半导体物理、电介质物理、磁学、固体光学性质、低温物理与超导电性、高压物理、稀土物理、液晶物理、非晶物理、低维物理(包括薄膜物理、表面与界面物理和高分子物理)、液体物理、微结构物理(包括介观物理与原子簇)、缺陷与相变物理、纳米材料和准晶等。
物理属于理论专业,和工业界的联系不多。总体而言物理学无论是在美国还是在中国,在工业界的就业都不理想,一方面是因为导师和工业界的人不熟悉,无法为学生找到教职以外的出路。而由于多申请物理的都是PHD。因此多情况下美国的PHD毕业以后都是留在学校里面做博士后,或者到相应的研究机构做研究,或者是回国去大学做,又或者去中科院之类的研究机构做研究。在美国,物理工作者由于几乎都是博士,因此工资偏高。
学位:MSc/Ph.D
背景要求:要求相关专业背景