理论物理学科研课题：解密宇宙中的暗物质与暗能量

物理学（physics），是研究物质最一般的运动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。

申请物理学专业什么背景最受名校青睐？

以普林斯顿大学为例，申请该校物理学硕士，需要正规大学本科毕业，申请人要有物理学或与其相关的专业背景，还要参加GRE考试。GPA3.5分以上，托福要求100分，雅思7.0分。

机构针对想申请物理学/理论物理学/宇宙学等热门专业的同学，专门开设了适用于升学党的背景提升科研项目，参与研究前沿课题，让学生不仅可以获得申请所需相关学术经验，还可以积累一段言之有物的实战经历，增强名校申请竞争力！

?课题名称：理论物理学专题：解密宇宙中的暗物质与暗能量 弗里德曼方程与广义相对论理论下的宇宙时空结构探究

?专业预修开始时间：2023-6-17

?️在线科研开始时间：2023-7-22

?面授科研开始时间：2023-8-6

?涉及专业：物理学、理论物理学、宇宙学

?招生对象：高中生、大学生

?实地地点：上海交通大学校区内教室

?住宿地点：上海交通大学校区内宿舍

?就餐地点：上海交通大学校区内餐厅

授课教授：麻省理工学院终身教授

Mark导师现任麻省理工学院（MIT）物理系终身教授、理论天体物理学家。曾获素有“诺贝尔风向标”美誉的美国斯隆研究奖（Sloan Research Fellowship）、布切特宇宙学奖（BCP)；连续2次获得全球最大的综合性学术网站”Web of Science”高引用量研究员“称号。他也是迄今为止最权威的星系形成模拟系统——揭示计划（Illustrate Program）的主要设计者之一。在校主要讲授天体物理、量子物理、粒子物理、电动力学等多个课程。主要研究兴趣包括星系结构和形成、暗物质物理和大规模流体动力学模拟。

导师部分简历

导师部分论作

科研要点：项目内容涉及天体物理学、理论物理学和宇宙学知识、并在上述理论的基础上讲授天体的形成模拟方法等知识与案例实战。通过宇宙学模型，例如广义相对论下的爱因斯坦引力场方程、弗里德曼方程等，探究暗物质和暗能量的博弈对宇宙膨胀过程的影响，以及宇宙的诞生、发展和未来的发展走向。

除此之外项目亮点在于引入世界前沿星系模拟理论和技术 Illustris Project。学生将在项目主导师（“揭示计划”的首席科学家和主要设计者）的指导下，了解前沿星系形成理论、星系模拟理论，完成星系形成模拟。而模拟星系的意义在于帮助人类更好、更精确地研究宇宙的起源诞生、发展规律和未来趋势。学生将在课程结束时提交项目报告，进行成果展示。

适合人群：

✅ 对物理学、理论物理学、宇宙学等感兴趣的学生

✅ 未来希望在物理学专业发展的学生

✅ 想要学习论文写作，锻炼学术语言的使用及提升学术能力的学生

✅ 有意愿从事科研实践，产出学术科研报告和论文成果的学生

✅ 希望在该领域深入研究，培养学术思维，提升学术背景软实力的学生

项目安排：

1 项目周期：

2周专业预修＋2周在线科研+2周深入面授科研与实验室Workshop

2 课题大纲：

• 宇宙学与系外天文学导论：宇宙学概论、宇宙尺度与结构，暗物质与暗能量的博弈
• 星系演化的模拟方法：模拟宇宙的基本思想和方法、IllustrisTNG、EAGLED等星系形成模拟系统学习
• 宇宙学基本理论：哈勃定律、比尔科夫定理、广义相对论引力场方程、弗里德曼方程、爱因斯坦-德西特宇宙模型、宇宙膨胀模型和大爆炸宇宙论 
• 宇宙膨胀理论：宇宙膨胀理论概述、宇宙微波背景辐射（CMB）概念及分布、宇宙的几何形状猜想、辐射光谱、磁单极子问题
• 项目回顾与成果展示
• 论文辅导

3 课时安排：

需要详细课程表的同学，欢迎微信联系学术顾问老师。

项目产出：

● 推荐信

优秀学员获主导师Reference Letter

● 论文发表

EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等级别索引国际会议全文投递与发表指导（共同一作或独立一作可选）

● 科研项目材料

与诺贝尔奖得主交流机会

项目报告

结业证书

成绩单

助力申请：

参加科研项目之前：履历上没有深度经历

?科研项目之后：丰富履历，提高升学、求职成功概率

参加科研项目之前：申请文书陈词滥调

?科研项目之后：积累高含金量文书素材，打造个性化申请故事，展现背景软实力

参加科研项目之前：适应不了名校学习节奏

?科研项目之后：夯实基础，以丰富的经验和前沿的思维快人一步

机构就业方向

物理学专业应用性广、可塑性强。该专业不少毕业生会从事教学或是在研究所从事理论研究、实验研究和技术开发与应用等工作。工作方向包括航空航天、冶金、计量部门、科研单位、实验室等等。

院校排名机构

1. 麻省理工学院 United States

2. 哈佛大学 United States

3. 牛津大学 United Kingdom

4. 斯坦福大学 United States

5. 剑桥大学 United Kingdom

6. 加州理工学院 United States

7. 加州大学伯克利分校 United States

8. 苏黎世联邦理工学院 Switzerland

9. 普林斯顿大学 United States

10. 东京大学 Japan