開始日期: 2024-07-06

　　課時安排: 3周專業(yè)預(yù)修與在線科研+14天面授科研+5周在線論文指導(dǎo)

　　適合人群

　　適合年級 (Grade): 高中生/大學(xué)生

　　適合專業(yè) (Major): 物理學(xué)、宇宙學(xué)、星系天文學(xué)、數(shù)學(xué)等理科專業(yè)或者未來希望修讀相關(guān)專業(yè)的學(xué)生;對宇宙、天體物理充滿熱忱的學(xué)生;

　　學(xué)生需要具備物理學(xué)基礎(chǔ)，并具有一定微積分、線性代數(shù)基礎(chǔ)

　　建議選修: 天文學(xué)與天體物理

　　導(dǎo)師介紹

　　Mark

　　麻省理工學(xué)院 (MIT)終身教授

　　Mark導(dǎo)師現(xiàn)任麻省理工學(xué)院(MIT)物理系終身教授、理論天體物理學(xué)家 Professor Mark is a theoretical astrophysicist and a tenured professor of physics at the Massachusetts Institute of Technology

　　曾獲素有“諾貝爾風(fēng)向標”美譽的美國斯隆研究獎(Sloan Research Fellowship)、布切特宇宙學(xué)獎(BCP);連續(xù)2次獲得全球最大的綜合性學(xué)術(shù)網(wǎng)站”Web of Science”高引用量研究員“稱號。他也是迄今為止最權(quán)威的星系形成模擬系統(tǒng)——揭示計劃(Illustrate Program)的主要設(shè)計者之一。Sloan Research Fellowship and Buchter Cosmology Prize (BCP) in the United States, which are known as the "Nobel vane"; He has been awarded the title of "Highly Cited Researcher" by Web of Science, the world's largest comprehensive academic website, for two consecutive times. He was also one of the main architects of the most authoritative simulation of galaxy formation to date, the Program Illustrate.

　　國際天文和天體物理界最具聲望的博士后Hubble Fellow科研基金、哈佛-史密松(ITC)天體物理中心博士后研究基金、哈佛大學(xué)-美國國家航空航天局(NASA)科研基金;The most prestigious postdoctoral research Foundation in international astronomy and astrophysics, the Postdoctoral Research Foundation of Harvard-Smithsonian (ITC) Center for Astrophysics, and the research Foundation of Harvard-National Aeronautics and Space Administration (NASA);

　　在校主要講授天體物理、量子物理、粒子物理、電動力學(xué)等多個課程。主要研究興趣包括星系結(jié)構(gòu)和形成、暗物質(zhì)物理和大規(guī)模流體動力學(xué)模擬。The school mainly teaches astrophysics, quantum physics, particle physics, electrodynamics and other courses. Major research interests include galaxy structure and formation, dark matter physics, and large-scale fluid dynamics simulations.

　　任職學(xué)校

　　麻省理工學(xué)院(Massachusetts Institute of Technology)，簡稱麻省理工、MIT，在2022年QS世界大學(xué)排名中位列第一、2019年QS發(fā)布的世界大學(xué)就業(yè)能力排名，麻省理工學(xué)院位居第一，雇主聲譽和校友成就兩個指標都獲得第一。麻省理工學(xué)院位于美國馬薩諸塞州波士頓都市區(qū)劍橋市，主校區(qū)依查爾斯河而建，是世界著名私立研究型大學(xué)。截止2019年，麻省理工共走出了21位計算機界最高獎圖靈獎得主 ，93位諾貝爾獎得主，8位數(shù)學(xué)界最高獎菲爾茲獎。

　　項目背景

　　宇宙是什么?它從哪里來，要到哪里去?

　　關(guān)于宇宙的終極思考，使得一代又一代哲學(xué)家和科學(xué)家為之著迷，并追尋它的答案。2019年諾貝爾物理學(xué)獎花落三位天體物理學(xué)家，以表彰他們幫助人類更加深入地了解宇宙演化，探索系外行星世界，突破了人類對宇宙的認知邊界。近些年來，隨著大量的觀測數(shù)據(jù)變得可用，理論模型與超級計算機模擬逐步結(jié)合，宇宙學(xué)和星系形成研究正在迎來黃金時代。

　　星系形成模擬在宇宙學(xué)研究中扮演著至關(guān)重要的角色。使用計算機模擬技術(shù)，可以在超級計算機上模擬出宇宙的演進過程?？胺Q當今世界上最為詳細的星系形成模擬之一的“揭示計劃”(Illustris Project)成功地模擬出了宇宙中超過40000個星系。模擬結(jié)果與實際宇宙觀測情況存在驚人一致。

　　項目接軌世界前沿星系模擬理論和技術(shù)。學(xué)生將在項目主導(dǎo)師(“揭示計劃”的首席科學(xué)家和主要設(shè)計者)的指導(dǎo)下，完成星系模擬。

　　項目介紹

　　項目內(nèi)容設(shè)計天體物理學(xué)、理論物理學(xué)和宇宙學(xué)知識、并在上述理論的基礎(chǔ)上講授天體的形成模擬方法等知識與案例實戰(zhàn)，除此之外項目亮點在于引入了世界前沿星系模擬理論和技術(shù)Illustris Project。學(xué)生將在項目主導(dǎo)師(“揭示計劃”的首席科學(xué)家和主要設(shè)計者)的指導(dǎo)下，了解前沿星系形成理論、星系模擬理論，完成星系形成模擬。而模擬星系的意義在于幫助人類更好、更精確地研究宇宙的起源誕生、發(fā)展規(guī)律和未來趨勢。學(xué)生將在課程結(jié)束時提交項目報告，進行成果展示。

　　個性化研究課題參考：

　　高純鍺探測器在粒子物理與天體物理中的應(yīng)用

　　星系恒星形成歷史及特性演化研究

　　原初和主序星系在不同尺度下的恒星形成

　　項目大綱

　　宇宙學(xué)與系外天文學(xué)導(dǎo)論：宇宙學(xué)概論、宇宙尺度與結(jié)構(gòu)，暗物質(zhì)與暗能量的博弈 Introduction to Cosmology and Extragalactic Astronomy: Basic cosmology and structure formation, dark matter and dark energy

　　星系演化的模擬方法：模擬宇宙的基本思想和方法、IllustrisTNG、EAGLED等星系形成模擬系統(tǒng)學(xué)習(xí) Cosmological simulations: asic idea of simulations and simulation methods, IllustrisTNG, EAGLE, etc.

　　宇宙學(xué)基本理論：廣義相對論、弗里德曼方程、哈勃定律，宇宙學(xué)原理、愛因斯坦-德西特宇宙模型 Theoretical cosmology：Friedmann equations, general relativity, Hubble law, cosmological principle, Friedmann equation, Einstein-de Sitter Universe

　　宇宙膨脹理論：膨脹理論概述、宇宙微波背景輻射(CMB)概念及分布、宇宙的幾何形狀猜想、輻射光譜、磁單極子問題 Motivation for Inflation: Flatness problem, horizon problem, seed problem, monopole problem, Discuss the CMB and power spectrum

　　項目回顧與成果展示 Program review and presentation

　　論文輔導(dǎo) Project Deliverables Tutoring

　　項目收獲

　　3周專業(yè)預(yù)修與在線科研+14天面授科研+5周不限時在線論文指導(dǎo)

　　項目報告

　　優(yōu)秀學(xué)員獲主導(dǎo)師Reference Letter

　　EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等級別索引國際會議全文投遞與發(fā)表指導(dǎo)(可用于申請)

　　結(jié)業(yè)證書

　　成績單

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