马克·威廉姆斯博士
教授及主席
110达纳研究中心
617.373.2902
617.373.2943(传真)
gradphysics@northeastern.edu
东北大学的物理学博士和理学硕士学生有机会探索、发现和应用指导宇宙的基本原理。raybet雷竞技雷竞技app最新版该计划专注于几个子领域,反映了该部门的前沿研究活动。这些专业包括生物物理学、凝聚态物理学、基本粒子物理学、纳米医学、纳米物理学、量子科学和网络科学。
物理系还提供纳米医学研究生证书。该证书是为学生、工程师和医生设计的,旨在培养将纳米技术应用于医学问题的能力和实践技能。本课程适合那些在生物技术、制药、生物医学或临床领域工作或寻求职业生涯的人。
物理课程
5113年物理。粒子物理。(4小时)
介绍基本粒子的物理和它们之间的基本相互作用。主题包括粒子的分类,电磁相互作用,强核力和弱核力,介子和核子,夸克和胶子,基本粒子相互作用的统一理论。
先决条件:(2303年的今天最低成绩为D-;4115年的今天最低成绩为D-)或研究生课程录取
属性(s):NUpath自然/设计世界
5114年物理。量子材料物理与应用“,”(4小时)
向学生介绍量子材料,其独特行为的性质和起源,以及如何使用这些系统来实现新的量子技术。从描述固体的电子结构开始,描述了电子和自旋之间的相互作用如何表现出无法用经典描述解释的电和磁性质,以及固体中的孤立缺陷如何用于量子技术。
先决条件:(2303年的今天最低成绩为D-;3602年的今天最低成绩为D-;(PHYS 2305,最低等级为D-或4305年的今天最低成绩为D-);4115年的今天(可以同时学习),最低成绩为D-)或研究生课程录取
属性(s):NUpath自然/设计世界
5116年物理。网络科学(4小时)
介绍网络科学和用于理解自然界和技术中出现的复杂网络的分析、数值和建模工具。专注于真实网络的实证研究,从生物学(代谢,蛋白质相互作用网络),计算机科学(万维网,互联网),或社会系统(电子邮件,友谊网络)的例子。展示了管理网络出现的组织原则和一组必要的工具来描述和建模它们。涵盖了图论,统计物理学,生物学和社会科学的元素,因为它们与复杂系统的理解有关。
先决条件:2303年的今天最低成绩为D或研究生课程录取
属性(s):NUpath自然/设计世界
5117年物理。高级天体物理学专题。(4小时)
试图通过宇宙学和粒子物理学之间的联系来提供对我们宇宙的理解。涵盖了现代宇宙的基本概念,恒星结构和演化,暗物质理论,同时介绍了最近的天体物理观测和实验。
先决条件:(2303年的今天最低成绩为D-;(PHYS 2305,最低等级为D-或4305年的今天最低成绩为D-))或研究生课程录取
5118年物理。广义相对论和宇宙学。(4小时)
介绍广义相对论的基本概念,包括黎曼几何和爱因斯坦的场方程。这些概念被应用于研究宇宙学的标准模型。主题包括膨胀宇宙中的热力学,暗物质和暗能量,以及现代宇宙学理论。
先决条件:(2303年的今天最低成绩为D-;(PHYS 2305,最低等级为D-或4305年的今天最低成绩为D-))或研究生课程录取
5125年物理。高级量子力学。(4小时)
介绍了非时变和时变微扰理论。涵盖氢精细结构,塞曼效应,氦分裂,变分原理,绝热近似,散射理论,秒量子化,和现代主题,如量子纠缠理论,量子计算,量子生物学。
先决条件:4115年的今天最低成绩为D或研究生课程录取
5126年物理。网络传染。(4小时)
研究科学家如何在社交网络上发现传染病传播的显著规律。侧重于如何建立传染模型,并使用基于初级读数的经验数据进行研究。从与假新闻相关的模因到埃博拉病毒等病原体,社交网络上的许多传播过程都可以模拟为传染性。然而,对经典传染模型进行看似微不足道的修改,就能极大地改变它们的物理性质。例如,由于复杂的传染,可以发生不连续的相变,当个体改变他们的行为时,可以出现迟滞环,在不对称渗滤的存在下,可以出现双相变。
先决条件:2303年的今天最低成绩为D或研究生课程录取
5260年物理。纳米科学与纳米技术概论。(4小时)
重点回顾与这一领域相关的基本科学概念,并对目前的研究和技术的最先进技术进行了广泛的概述。纳米技术有望通过利用纳米材料所表现出的现象来改变21世纪的技术。这项技术预计将在计算机、电子、健康等多个领域产生重大影响。这一领域的成功技术进步要求我们对这些材料的“科学”有一个基本的理解。本课程包括一系列不同主题的讲座:纳米制造方法的发展,先进的显微镜技术,新型纳米材料的制造,其基本特性和器件应用的研究。为对纳米科学和技术感兴趣的学生提供了强有力的介绍。
先决条件:2303年的今天最低成绩为D或研究生课程录取
属性(s):NUpath自然/设计世界
5318年物理。实验物理原理“,”(4小时)
旨在向学生介绍现代实验物理的技术。主题包括通信和信息物理学、信号处理和噪声物理学、应用相对论物理学、探测器技术、半导体和超导体物理学、纳米尺度显微镜和操作、激光和量子光学。
先决条件:2303年的今天最低成绩为D或研究生课程录取
属性(s):NUpath分析/使用数据,NUpath顶点经验,NUpath自然/设计的世界,NUpath写作密集
6962年物理。选择性。(1 - 4小时)
为在其他学术机构学习的课程提供选修学分。可无限重复。
7200年物理。高级问题解决方法。(4小时)
旨在提高学生解决物理问题的能力,这些问题的难度与资格考试中经常出现的问题相同。
7210年物理。《物理学研究导论》(0小时)
每周提供一次研讨会,介绍一年级和二年级的物理研究生,由高级物理研究生和教师在物理系所做的研究。可无限重复。
7220年物理。物理实验导论教学方法(0小时)
介绍一年级物理研究生在实验室的教学助理(TA)的作用。旨在为助教们准备实验,他们被要求教授本科生。注重提高教学和评分效果。
7230年物理。物理实验导论教学方法(0小时)
仍在继续7220年的今天,提供给一年级研究生物理助教。旨在帮助助教为他们教授给本科生的实验做准备。为学生提供一个提高教学和评分效率的机会。
先决条件:7220年的今天最低成绩为S
7240年物理。基于证据的物理教学。(0小时)
为学生提供一个机会,以获得在物理课堂上使用的主动学习策略的实践知识和经验。适合有志于从事物理教育事业的学生,包括教学、中学或大学水平,以及终身职位,其中许多职位包括教学职责。
7301年物理。经典力学/数学方法。(4小时)
涵盖物理和经典力学的数学方法。主题包括微分方程、边值问题、复变量函数、线性向量空间、格林函数、拉格朗日和哈密顿力学、线性振子和散射。如果时间允许,还可以包括其他主题。
7302年物理。电磁理论。(4小时)
分析真空和狭义相对论中的麦克斯韦方程组。主题包括边界条件已知源产生的电场和磁场、辐射场、轫致辐射、同步辐射、电磁场的能量动量张量、材料介质中的场、两种介质界面处的边界条件以及辐射的散射。如果时间允许,还可以包括其他主题。
7305年物理。统计物理学。(4小时)
简要回顾热力学。主题包括统计力学和统计热力学的原理;密度矩阵;系综理论;费米-狄拉克和玻色-爱因斯坦统计,应用于气体,液体和固体;相变理论;还有电和磁系统热力学,输运现象,随机游走,协同现象。
7315年物理。量子理论(4小时)
探索量子理论的实验基础,Schr÷dinger方程,以及波动力学的概率解释。主题包括不确定性原理,一维问题的应用,谐振子,轨道角动量和中心力问题。
7316年物理。量子理论2。(4小时)
仍在继续7315年的今天.主题包括量子散射理论;玻恩近似;相移分析;s矩阵理论概论;希尔伯特空间的一般公式量子力学;旋转;同粒子及对称原理;非时变和时变微扰理论;辐射和原子光谱的半经典理论; addition of angular momentum; Wigner-Eckart theorem; quantum theory of radiation; and absorption, emission, and scattering of photons. Also introduces free particle Dirac equation.
先决条件:7315年的今天最低成绩为C-
7321年物理。计算物理学。(4小时)
涵盖基本的数值方法的微分,积分,和矩阵操作用于线性代数问题,离散傅里叶变换,和标准和随机常微分方程和偏微分方程。这些方法的具体应用可能包括经典混沌、简单量子系统的本征态计算、经典相变、边值问题、模式形成、分子动力学和经典/量子蒙特卡罗方法来模拟凝聚态的平衡和非平衡性质。
7322年物理。非平衡态物理。(4小时)
涵盖由教师选择的非平衡统计力学和非线性物理的选定主题,重点是固体、流体和其他更复杂的物质相的经典理论。主题可能包括布朗运动,包括朗之万和福克-普朗克方程;线性响应理论与输运现象;非平衡相变,包括成核和相序动力学;弹性理论与流体力学;以及非线性动力学和模式形成。
先决条件:7305年的今天最低成绩为C
7323年物理。《基本粒子物理》(4小时)
介绍了基本粒子物理的现状,适合所有研究生。主题包括强相互作用的概述及其与核物理的联系;强相互作用粒子(强子)的非相对论夸克结构颜色与SU(3)强相互作用的Yang-Mills理论;耦合常数重整化与渐近自由散射的帕顿模型。涵盖弱相互作用,包括费米V-A理论的现象学;普遍性;还有中微子散射。研究了glashoww - weinberg - salam理论,包括弱相互作用和电磁相互作用的统一、中性电流、希格斯机制、夸克质量和混合、中微子质量和中微子振荡。 Offers experimental support for the standard model. Also examines supersymmetry including the hierarchy problem and broken supersymmetry; role of supersymmetry in cosmology.
7324年物理。凝聚态物理。(4小时)
探索凝聚态物理。主题包括金属中电子的Drude和Sommerfield模型,晶体结构,晶格中的单电子态,Bloch定理,传导的半经典理论,半导体和半导体器件,电子-电子相互作用的影响,晶格振动和比热的经典和量子理论,固体的光学性质,用x射线和中子散射研究晶体结构和晶体激发态,基于玻尔兹曼方程的简单输运理论,以及固体的磁性。
7325年物理。量子场论(4小时)
介绍量子场论的基本原理。主题包括标量场和旋量场的规范量子化,泛函积分方法,微扰理论,正则化和重整化,对称性破缺。强调粒子物理和凝聚态现象的应用。
7332年物理。网络科学数据(4小时)
侧重于真实网络数据的实际练习。让学生有机会学习如何从现实世界中检索网络数据,分析网络结构和特性,研究网络上的动态过程,并将网络可视化。本课程使用的主要编程语言是当前的行业标准。这是一门跨学科的课程。
先决条件:5116年的今天最低成绩为C;PHYS 7331,最低等级为C
7335年物理。复杂网络中的动态过程。(4小时)
让学生沉浸在复杂网络中动态过程(传染、扩散、路由、共识形成等)的建模中。包括本地和国家专家在网络过程建模工作的客座讲座。复杂网络中的动态过程为理解新出现的引爆点和非线性特性提供了理论基础,这些引爆点和非线性特性通常是社会技术系统最有趣的特征的基础。综述了集成现实系统的复杂特征和异构性的动态过程建模的最新进展。
先决条件:网5116最低成绩为C-或5116年的今天最低成绩为C-
7731年物理。生物物理学(4小时)
介绍生物大分子的主要类别及其结构、相互作用和生物功能的物理基础。重点是描述蛋白质结构和动力学的物理技术。学生必须在对当前科学文献的批判性回顾的基础上,就分子生物物理学的一个重点研究主题提交一份书面和口头报告。主题可能包括介绍生物分子结构,水溶液物理和疏水相互作用,化学热力学和反应动力学,光谱技术,分子力测量,和蛋白质动力学。
7733年物理。主题:基本粒子物理和宇宙学。(4小时)
涵盖统一理论,包括超对称SU(5)耦合统一的证据,以及大统一尺度和质子衰变。讨论粒子物理和宇宙学,包括简要介绍爱因斯坦的广义相对论,暗物质的候选人,膨胀和原始波动,以及宇宙学常数的问题。检查发展导致弦理论,包括正常模式展开;开弦和闭弦;用D-26推导玻色子,用D-10推导超弦;弦中的散射振幅;其确定字符串;环面、圆弯和Calabi-Yau流形上的紧化;4 - d字符串;超弦现象学。 Explores physics with extra dimensions including gravity at small distances, branes, and new approaches to the hierarch problem. May be repeated without limit.
7734年物理。主题:凝聚态物理。(4小时)
涵盖固体理论中选定的高级主题,每次由感兴趣的学生和教师选择。主题可能包括正常金属理论,Hartree-Fock和随机相位近似,光学和输运性质,固态等离子体,拉曼光谱,准粒子和集体激发,量子固体和非晶固体。可无限重复。
先决条件:7324年的今天最低成绩为C-
7741年物理。生物物理2。(4小时)
仍在继续7731年的今天.本课程的第一部分为构建和实现神经元和神经元网络模型提供了必要的基础。主题包括霍奇金-赫胥黎形式的动力学方程,单个神经元模型,突触的动力学,突触强度的可塑性,和神经调节剂。第二部分介绍神经科学中的非线性时间序列分析和非线性动力学。目标是提供一套工具来分析和建模在许多生物/神经科学实验中遇到的大型多维数据集。主题包括非线性数据测试的线性和非线性模型的构建;使用独立成分分析和聚类算法进行穗排序;以及连续时间序列的分析。
先决条件:7731年的今天最低成绩为C-;7321年的今天最低成绩为C-
7962年物理。选择性。(1 - 4小时)
为在其他学术机构学习的课程提供选修学分。可无限重复。
7976年物理。直接研究。(1 - 4小时)
在部门成员的指导下就选定的主题独立工作。课程内容取决于讲师。可无限重复。
7990年物理。论文。(1 - 4小时)
在实验或理论物理的选定主题上完成硕士论文。要求书面论文。可无限重复。
9000年物理。获得博士学位。(0小时)
顺利完成博士综合考试。
9984年物理。先进的研究。(1 - 8小时)
为高级学生提供一个与当前研究相关的课题与个别教师一起工作的机会。教师和学生协商一份书面协议,内容包括哪些主题,以及哪些书面或实验室工作构成了年级的基础。作为论文研究的开端。可无限重复。
9986年物理。研究。(0小时)
提供在教师监督下进行全职研究的机会。可无限重复。