凝聚态物理学、光学、高能物理学、量子信息科技、生物物理及工程热物理这些研究领域的学科交叉性较强,发展势头较好。凝聚态物理学具有较强的学科交叉性,凝聚态物理学与理论物理学的交叉融合产生了凝聚态基础理论研究。复旦大学物理系的陶瑞宝与孙鑫将统计物理的理论及研究方法应用于凝聚态理论的研究;龚新高院士利用计算机模拟包括动力学模拟与第一性计算等方法进行材料的研究与设计;蔡荣根将引力全息性质引入凝聚态物理学的应用研究等。凝聚态物理学与光学的结合,推动了固体发光学、光电材料、非线性光学材料等的发展。南京大学的祝世宁将超晶格材料与全固态激光技术相结合,研制出了光学超晶格多波长激光器和可调谐激光器等。20世纪60年代,陈创天开始进入非线性光学材料领域,提出国际上著名的晶体非线性光学效应阴离子基团理论,先后发现成长出LBO、KBBF、BBO等非线性光学晶体,并自主研制了国际上第一台真空紫外激光角分辨光电子能谱仪。凝聚态物理学与电子物理学的结合,尤其是半导体物理与电子物理的结合,推动了半导体电子产品的产生。邹世昌用激光再结晶方法合成了SOI新材料,后又研制成功新型的CMOS/SOI电路,近年来SOI材料已成为21世纪硅集成电路的基础技术。凝聚态物理学与光学、声学的结合,张淑仪院士在光声学结合的基础上,主持研制出一系列光声学实验设备,并利用这些设备,对半导体材料的线性和非线性光声效应进行了系统的实验和理论研究;吴全德提出光电阴极理论,并制备出金属超微粒子-半导体薄膜和金属超微粒子-绝缘体薄膜等材料。总之,凝聚态物理学科的交叉研究诱发和产生了许多新的学科方向和领域,这将推动凝聚态物理“之树”常青。
光学的交叉性也很强。1964年,王淦昌提出利用激光打靶实现核聚变的设想,推进了光学与原子核物理学的交叉,上海光学精密机械研究所与上海激光等离子体研究所合作建造了以“神光”系列为代表的高功率激光装置;赵伊君院士从事强激光与固体相互作用的研究,提出并解释了连续激光使材料产生力学-热学联合破坏、激光烧蚀玻璃钢复合材料产生碳化等多种现象。光学与电子学的结合产生了光电子学,哈工大的马祖光院士在光电子应用研究尤其是航天光电子技术领域贡献突出;刘颂豪院士将光学与生命科学相结合,创建了我国第一个激光生命科学实验室。光学与量子物理学的结合,产生了量子光学的研究新领域,王育竹在我国首次提出,将光频移效应用于激光冷却气体原子,成为我国量子光学的开拓者。
等离子体物理学的学科交叉性也较强。理论物理学家贺贤士从事相对论激光等离子体特性的研究,光学家李儒新从事激光等离子体光谱学研究,张杰院士在“超强激光与等离子体相互作用中超热电子的产生和传输”研究方面成果突出,电子物理学家刘盛纲在等离子体微波电子学领域发展出了微波等离子体激发准分子激光的理论,凝聚态物理学家蔡荣根进行了夸克胶子等离子体性质的研究,可见我国等离子体物理学与光学、电子学、凝聚态物理学等学科联系紧密。
高能物理学与天体物理学的交叉,推动了高能天体物理学的进步,20世纪90年代以来,我国高能天体物理学得到了长足的发展。周又元在天体核物理学领域首次得到了活动星系核大蓝包形状参数方程,陆埮院士进行的“伽玛射线暴余辉和能源机制的研究”和马宇倩研制的“宽波段空间伽玛射线暴观测研究及仪器研制”均获得2004年国家自然科学奖二等奖,2017年,硬X射线调制望远镜卫星发射成功,推动我国在国际高能天体物理观测领域占有一席之地。(www.daowen.com)
原子核物理学与磁学、等离子体物理学的交叉,加速了核工业西南物理研究院“托卡马克实验装置”的研制,进而推动了我国磁约束核聚变与等离子体物理的发展。量子信息科技也是融合物理学、计算机科学、工程学、信息通信技术等多学科的交叉研究。生物物理学是一门将物理学的基本概念、方法、手段和基于各种物理特性的技术应用于生物体系的研究。工程热物理也是一门学科交叉性很强的学科,与机械技术、工程技术、热学、热力学、环境科学、能源科技、计算机科学等结合紧密。
此外,物理学作为一门基础学科,与力学、天文学、地球科学等交叉产生了物理力学、天体物理学、大气物理学、固体地球物理学、空间物理学、海洋物理学等学科,这些学科应用物理学科的一些理论、研究方法和实验手段对力学、天文学、地球科学等进行研究,并取得了很多研究成果。
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