美國物理學(xué)主要有幾個研究方向，你知道嗎？

　　丹麥物理學(xué)家玻爾曾這樣表示：物理學(xué)不告訴我們世界是什么，而是告訴我們關(guān)于世界我們能夠談?wù)撌裁�。物理學(xué)專業(yè)作為自然科學(xué)的帶頭學(xué)科，物理學(xué)研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質(zhì)最基本的運動形式和規(guī)律，因此成為其他各自然科學(xué)學(xué)科的研究基礎(chǔ)。

　　物理學(xué)是最重要的基礎(chǔ)學(xué)科之一，物理專業(yè)是中國學(xué)生最有優(yōu)勢，最容易獲得獎學(xué)金的一個學(xué)科，每年也有大批中國同學(xué)赴美深造物理學(xué)。物理學(xué)主要有以下幾個研究方向：

　　1.原子物理

　　研究高溫等離子體微觀過程研究，原子分子團簇的結(jié)構(gòu)、光譜和碰撞過程研究，高電荷態(tài)離子相關(guān)物理，激光與物質(zhì)的相互作用，材料的物理設(shè)計及制備，分子納米物理。

　　2.生物物理學(xué)

　　生物物理學(xué)是 20 世紀中葉以后逐漸形成，由物理學(xué)與生物學(xué)相互結(jié)合而產(chǎn)生的新興邊緣交叉學(xué)科，是當(dāng)代自然科學(xué)發(fā)展最迅速的部門之一。生物物理學(xué)是運用物理學(xué)的理論、技術(shù)和方法，研究生命物質(zhì)的物理性質(zhì)、生命過程的物理和物理化學(xué)規(guī)律，以及物理因素對生物系統(tǒng)作用機制的科學(xué)。生物物理學(xué)研究的內(nèi)容十分廣泛，一般分為量子生物物理、分子生物物理、細胞生物物理和復(fù)雜體系的生物物理等幾部分；涉及的問題則幾乎包括生物學(xué)的所有基本問題。近年來生物物理學(xué)的發(fā)展趨勢著重在與更廣泛的學(xué)科領(lǐng)域交叉，如數(shù)學(xué)、信息學(xué)等。本學(xué)科的研究方向主要為：神經(jīng)生物物理，腦功能成像及其應(yīng)用，神經(jīng)信息學(xué)與生物信息論，理論生物物理，計算神經(jīng)科學(xué)。

　　這個方向是近兩年新興的交叉學(xué)科，申請者不僅來自物理專業(yè)的學(xué)生，還有生物專業(yè)的學(xué)生，因此競爭是非常激烈的，每年的Offer都非常少。

　　3.凝聚態(tài)物理

　　凝聚態(tài)物理則是研究凝聚態(tài)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和組成粒子(如原子、分子、離子、電子)之間相互作用與運動的規(guī)律并闡明其性能和用途的科學(xué)。它是物理學(xué)中門類繁多、內(nèi)容豐富、發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的一個分支學(xué)科，已成為當(dāng)今物理學(xué)異�；钴S的研究領(lǐng)域。這個專業(yè)方向是中國學(xué)生主要申請的專業(yè)方向之一，比較容易獲得獎學(xué)金。北京大學(xué)和南京大學(xué)在這個領(lǐng)域非常強。

　　4.宇宙學(xué)

　　將宇宙作為一個整體來研究的科學(xué)分支統(tǒng)稱為宇宙學(xué)。對于宇宙學(xué)家來說，有關(guān)宇宙的構(gòu)造和歷史方面的問題。其實就是有關(guān)萬有引力作用的問題。由于萬有引力能相隔很遠發(fā)生作用，所以它是對宇宙整體性質(zhì)影響最大的力。我們現(xiàn)有的關(guān)于萬有引力的最好理論仍是愛因斯坦的“相對論”，因此，大部分宇宙學(xué)都在努力探索如何將愛因斯坦的理論應(yīng)用于整個宇宙。

　　5.高能物理學(xué)

　　高能物理學(xué)又稱粒子物理學(xué)或基本粒子物理學(xué)，它是物理學(xué)的一個分支學(xué)科，研究比原子核更深層次的微觀世界中物質(zhì)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，和在很高的能量下這些物質(zhì)相互轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象，以及產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因和規(guī)律。它是一門基礎(chǔ)學(xué)科，是當(dāng)代物理學(xué)發(fā)展的前沿之一。粒子物理學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)，而又基于實驗和理論密切結(jié)合發(fā)展的。北京大學(xué)在這個領(lǐng)域的研究實力非常強，在粒子物理實驗方面有很強的實力。

　　6.計算物理學(xué)

　　計算物理是計算機科學(xué)、計算數(shù)學(xué)與物理之間的新興邊緣學(xué)科，是公認的與理論物理、實驗物理并列的物理學(xué)第三大支柱。

　　7.天體物理和天文學(xué)

　　天體物理學(xué)就是運用物理、數(shù)學(xué)、化學(xué)等方面的理論和方法研究宇宙中天體的起源、演化和死亡。主要包括天體的形態(tài)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，物理狀態(tài)，化學(xué)成分，相互關(guān)系等。一般可以分為兩個方面：實測天體物理：天體的觀測方法和觀測手段，觀測結(jié)果的處理和分析等;理論天體物理：對觀測結(jié)果進行物理解釋，研究天體目標(biāo)的物理、化學(xué)和運動特性。

　　8.光學(xué)物理

　　包括量子光學(xué)，非線型光學(xué)，高分辨率光譜學(xué)等方向。這些領(lǐng)域的突破已經(jīng)成為激光和光纖通訊產(chǎn)業(yè)的重要依托。中科大在這個領(lǐng)域的實力非常強，這個方向也是中國物理申請者主要申請的一個方向之一。

　　9.應(yīng)用物理

　　應(yīng)用物理專業(yè)突出了物理學(xué)在光通信與光信息科學(xué)、物理電子學(xué)與光電子領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，以納米材料和器件、光電子器件，微電子，物理電子學(xué)以及電子技術(shù)為主。目前，這個方向在很多大學(xué)被合并到EE中去了，有的獨自成為一個系，還有的應(yīng)用物理專業(yè)被并入工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院。這個研究方向?qū)τ陂_發(fā)新一代的微電子材料和器件以及量子器件都起著非常重要的作用。

　　專業(yè)院校

　　1、加州理工學(xué)院(加州)

　　加州理工學(xué)院創(chuàng)建于1891年，是世界頂尖的理工類學(xué)府，真正的小而精的精英學(xué)院。

　　加州理工學(xué)校擁有著7臺宇宙觀測設(shè)備。并且該校的噴氣推進實驗室與NASA一同建造了宇宙飛船和機器探測器。其科學(xué)家們正通過分析宇宙中的行星來研究海洋學(xué)。

　　知名華人校友：趙忠堯，錢學(xué)森(讀博士)，錢偉長，周培源(讀碩士)、馮元楨等一批中國現(xiàn)代物理學(xué)的開拓者與奠基人。

　　2、麻省理工學(xué)院(馬薩諸塞州)

　　世界公認的最好的理工大學(xué)，被譽為“世界理工大學(xué)之最”的美稱，當(dāng)之無愧。

　　麻省理工的物理學(xué)家們堅信地球之外是存在生命的，而人類距離這一重大突破只有一步之遙。天文學(xué)和天體物理學(xué)是幾個系的核心課題，包括地球科學(xué)系、大氣學(xué)系、行星科學(xué)系和物理學(xué)系。

　　麻省理工學(xué)院運行著馬薩諸塞州的兩座天文臺，并且同智利的拉斯坎帕納斯天文臺有著合作關(guān)系。麻省理工110億美元的捐助和7億美元的研究支出讓其在物理學(xué)方面擁有舉足輕重的地位。

　　3、普林斯頓大學(xué)(新澤西州)

　　普林斯頓大學(xué)創(chuàng)建于1746年，是美國一所享譽世界的私立研究型大學(xué)，八所常春藤盟校之一。

　　普林斯頓擁有182億美元的資助，此規(guī)模在全美國內(nèi)排名第5。普林斯頓大學(xué)的物理學(xué)家們正在通過使用瑞士的大型強子對撞機來操作CMS實驗，通過使用伊利諾斯的萬億電子伏加速器來操作DO實驗，孜孜不倦的研究和探索暗物質(zhì)，高能粒子和宇宙大爆炸，試圖了解并重建宇宙的誕生。

　　4、哈佛大學(xué)(馬薩諸塞州)

　　哈佛大學(xué)由馬薩諸塞州立法機關(guān)于1636年建立，是美國最古老的高等教育機構(gòu)，一所享譽世界的私立研究型大學(xué)，八所常春藤盟校成員之一。

　　哈佛大學(xué)物理學(xué)亞當(dāng)?科恩教授，目前正在研究一種觀察神經(jīng)活動的方法，從而開發(fā)出個性化的醫(yī)學(xué)治療方式。此進程可以徹底改革對肌萎縮側(cè)索硬化癥癲癇、癌癥和其他腦部病癥的治療。其他研究者正在通過對比人類大腦和動物大腦來描述大腦皮層為何呈褶皺形態(tài)。

　　5、哈維穆德學(xué)院(加州)

　　哈維穆德學(xué)院是美國頂級的文理工程學(xué)院之一，創(chuàng)建于1955年，是一所涉及科學(xué)、工程、數(shù)學(xué)領(lǐng)域的私立精英學(xué)院，全學(xué)院不超過800名學(xué)生，屬于克萊爾蒙特大學(xué)盟校之一，也是美國大學(xué)中考上PHD學(xué)生比例最高的一所院校。

　　哈維穆德學(xué)院的學(xué)生正在通過利用超高分辨率原子力顯微鏡來研究分析煙霧粒子是如何同云霧相互作用，從而影響氣候變化的。由于天氣的不可控制性，他們在實驗室建造了一個能產(chǎn)生人造煙霧的云霧室。

　　6、倫斯勒理工學(xué)院(紐約州)

　　倫斯勒理工學(xué)院創(chuàng)建于1824年，是世界著名的理工類頂尖高等學(xué)府。它是美國歷史上第一所理工科大學(xué)，也是所有英語國家中第一所理工科大學(xué)，美國25所“新常青藤盟校”之一。

　　著名物理學(xué)家、諾貝爾物理獎得主伊瓦爾·賈埃弗是該校的校友與教授。知名校友有：@的發(fā)明者雷蒙德·湯姆林森(Raymond Tomlinson)被稱為E-mail之父，現(xiàn)代電視之父艾倫B·杜蒙特(Allen B. Dumont)，微處理器的發(fā)明者特德·霍夫(Ted Hoff)。

　　特別值得一提的是：令該校每一位學(xué)生都引以為自豪的是，由于倫斯勒理工學(xué)院對美國航天事業(yè)的巨大貢獻，她的校旗是除美國國旗之外唯一被永久置放在月球上的旗幟。

　　學(xué)院現(xiàn)有在校本科生6000人，師生比例為1:15，校園面積275英畝(約1670畝)，并有一個可容納70多家涉及不同技術(shù)領(lǐng)域的企業(yè)科技孵化園，也是美國現(xiàn)有的五百多個孵化器中排名第一的。

　　7、康奈爾大學(xué)(紐約州)

　　康奈爾大學(xué)創(chuàng)建于1865年，八所常春藤名校之一�？的螤柎髮W(xué)的立校之本是任何人都有獲得教育的平等權(quán)利，是常春藤盟校中第一所實行性別平等的男女合校大學(xué)。

　　康奈爾的研究員在過去的四十年中一直處于碰撞束物理學(xué)的技術(shù)前沿，并且康奈爾電子儲存環(huán)正在革新X射線技術(shù)。每年都會有超過一千名的科學(xué)家來到康奈爾實驗室研究基于加速器的科學(xué)與教育。現(xiàn)在它是加速粒子物理學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)跑者。

　　8、美國海軍學(xué)院(馬里蘭州)

　　美國海軍學(xué)院，創(chuàng)建于1845年，是美國海軍惟一一所正規(guī)軍官學(xué)校，主要是為艦艇及海軍航空兵和海軍陸戰(zhàn)隊培養(yǎng)各種專業(yè)的初級軍官。

　　海軍學(xué)院物理系的宗旨是將學(xué)生培養(yǎng)成海軍和海軍陸戰(zhàn)隊的長官。學(xué)校的研究課題包括在大氣科學(xué)中使用無線電波、用信息引擎將熱量轉(zhuǎn)化成信息，量子力學(xué)以及高水力壓裂引起的問題。

　　9. 加州大學(xué)伯克利分校(加州)

　　加州大學(xué)伯克利分校是一所美國公立研究型大學(xué)，創(chuàng)建于1868年，是世界上最負盛名、最頂尖的公立大學(xué)，它位于美國舊金山附近的伯克利市，也是加利福尼亞大學(xué)中最老的一所分校。

　　加州大學(xué)伯克利分校認為教授和學(xué)生是共同挑戰(zhàn)物理學(xué)基礎(chǔ)的合作者。學(xué)校在三個主要領(lǐng)域取得突破：宇宙物理學(xué)、量子物理學(xué)以及生物物理學(xué)。研究者目前正在研究幼鳥的運動以及這些運動如何解釋它們飛行的本能。天體物理學(xué)家正使用氣球運載軟γ射線望遠鏡來觀察核線發(fā)射和γ射線極化。在國家電子顯微鏡中心，生物物理學(xué)家正在控制石墨片周圍的碳原子。

　　10. 加州大學(xué)洛杉磯分校(加州)

　　加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校，創(chuàng)建于1882年，是位于美國加利福尼亞州洛杉磯市的一所公立研究大學(xué)，是美國最頂尖的綜合大學(xué)之一。

　　UCLA提供337個不同學(xué)科的學(xué)位，是全美培養(yǎng)尖端人才領(lǐng)域最廣的大學(xué)，注冊在校共約29000名本科生與13000名研究生。

　　加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校是大型等離子設(shè)備的建造地，這使得該校學(xué)生和來自世界各地的科學(xué)家能夠研究等離子操控和阿爾芬波。該設(shè)備能夠創(chuàng)造出大振幅連續(xù)的剪切波，與其相似的其它機器暫時還無法做到這一點;凱克天文臺天文學(xué)部門的學(xué)生使用雙子望遠鏡獲取兩星系碰撞的紅外線景象;其高密度物理學(xué)小組正利用60束歐米茄激光進行試驗。