“原子世界探幽”本科生科技创新平台简介
负责人：董晨钟 教授
平台简况与研究基础：
原子与分子物理是我院物理学具有较强优势的学科之一。该学科1998年由国务院学位委员会批准设立硕士点，2003年被批准为博士点，目前为西北师范大学校级重点学科及甘肃省省级重点学科。该学科现有教授4人，研究员1人（均为博士研究生导师），副教授9人，承担国家自然科学基金7项，其他各类项目10余项，在研基金百余万元。近年来，该学科已在原子结构与光谱、激光场中的原子分子物理、复杂分子及团簇的结构与性能、闪电光谱、基于加速器的原子分子物理等方面逐步形成了具有一定特色、国内外有一定影响的学科体系。
“原子世界探幽”科技创新训练平台主要依托我院博士生导师董晨钟教授领导的“原子与分子物理”第一课题研究小组的师资力量、科研优势以及原子与分子物理研究所的科研条件构建而成。目前，有博士生导师1名，硕士生导师5名，青年教师7名，博士研究生3名，硕士研究生12名，共承担有国家自然科学基金等各类基金项目8项。近5年来在Phys.Rev.A, J.Phys.B, J.Euro.Phys.D 以及中国科学，Chin. Phys. Lett.，Chin. Phys. B，物理学报等国内外核心期刊（SCI收录）上发表论文50余篇。研究领域涉及超重原子的结构和性质、高离化态离子的能级结构和衰变特性、激光等离子体光谱、原子的光电离与辐射复合、电子与离子的碰撞激发及其相关过程、原子的超精细结构和跃迁特性以及原子内壳层激发态结构及其衰变动力学特性等诸多领域。
指导教师简介：
符彦飙，副教授，硕士生导师，现任实验中心主任。1997年于中国科学院近代物理研究所硕士毕业，同年至西北师范大学任教，2005年考取西北师范大学原子与分子物理专业博士研究生。主要研究方向：原子结构、光谱，电子-原子（离子）碰撞的双电子复合及其相关过程。参与多项国家自然科学基金及其它项目的研究，发表论文20余篇，获甘肃省高校科技进步二等奖2项。
主要负责基础讲座中理论方法部分开展的相关工作，研究课题第二部分中双电子复合相关研究领域学生的指导工作。
颉录有，副教授，硕士生导师，2002年硕士毕业于西北师范大学并留校任教，2008年西北师范大学博士毕业。主要研究方向：原子结构、光谱，电子-原子（离子）碰撞。参与多项国家自然科学基金及其它项目的研究，发表论文20余篇，获甘肃省高校科技进步二等奖2项，甘肃省自然科学奖1项。
主要负责创新团队平台的建设、宣传，学生的报名、录取工作，平台建设方面相关材料的收集、整理和归档工作，前沿主题讲座的安排工作，研究课题第二部分中电子碰撞激发相关研究领域学生的指导工作。
丁晓彬，副教授，硕士生导师，2004年硕士毕业于西北师范大学并留校任教，2008年获得博士学位，2006年8-11月在爱尔兰都柏林大学进行合作研究。主要研究方向：复杂原子结构与内壳层动力学过程、光电离与辐射复合相关过程。主持甘肃省中、青年科研基金项目一项，参与多项国家自然科学基金及其他项目的研究，发表和合作发表论文20余篇，获得甘肃省高校科技进步二等奖2次。
主要负责基础讲座中计算机语言和基础部分开展的相关工作，研究课题第三部分研究领域学生的指导工作。
张登红，副教授，硕士生导师，现任物理系主任。1999年本科毕业于西北师范大学并留校任教，2006年硕士毕业于西北师范大学。主要从事原子内壳层相关过程的相对论理论研究。参与多项国家自然科学基金及其它项目的研究，在《物理学报》等刊物发表论文多篇，获甘肃省高校科技进步二等奖1项。
主要负责负责学生日常的管理、组织和协调工作，学生终期的考核工作，研究课题第一部分研究领域学生的指导工作。
苏茂根，副教授，硕士生导师，2005年硕士毕业于西北师范大学并留校任教，2009年获博士学位。主要研究方向：激光等离子体光谱实验和理论研究。主持国家自然科学基金项目一项，参与多项国家自然科学基金及其它项目的研究，发表论文10余篇，获甘肃省高校科技进步一等奖1项。
主要负责基础讲座中实验设备和技术的介绍，研究课题第四部分研究领域学生的指导工作。
主要培训内容：
1. 原子物理的基本概念和基础知识
2. 实验设备和技术
粒子源：重粒子加速器，储存环，电子束离子阱，托克马克，磁光阱，同步辐射，激光。
观测谱仪：光谱仪，电子谱仪
3. 基础理论：
单电子原子的理论处理
非相对论或准相对论的Hartree-Fock方法
多组态Dirac-Fock方法
Fotran95编程
Linux操作系统及工作站的使用
4. 前沿专题讲座：
（1） 复杂原子（离子）的精细和超精细结构及跃迁性质
原子结构及原子光谱已有近百年的研究历史，但仍然是目前原子物理领域里的主要研
究方向。尤其是目前实验手段的不断改进，使得这一领域的发展进入了又一个新的阶段——认识更复杂的结构，更精细的效应。这对理解基本的物理规律是必不可少的。
主要研究内容：（1）超重元素原子结构和性质，及相对论效应、电子关联效应和量子电动力学效应等，（2）复杂原子的超精细结构、原子核的性质；（3）高离化态离子的电磁多极跃迁及超精细诱导跃迁；（4）静电、磁场中的精细和超精细结构。
（2）电子和原子（离子）的相互作用
电子-离子碰撞中的激发、电离以及复合等过程的研究一直是原子物理研究中非常活跃的领域。这些过程的研究对于揭示离子（原子）的内部结构、等离子体的电离平衡和光谱的形成，进行等离子体的诊断，以及深入理解实验室等离子体、天体物理等离子体、Ｘ射线激光等离子体及核聚变等离子体的动力学过程和行为都具有十分重要的理论意义和广泛的、潜在的应用前景。
主要研究内容：（1）电子与原子（离子）的碰撞激发截面和速率系数的计算；（2）电子碰撞激发过程中的辐射级联效应、共振激发及干涉效应；（3）电子碰撞激发过程中的角分布和极化；（4）电子-离子碰撞中的双电子复合及相关过程。
（3）光子和原子（离子）的相互作用
原子(离子)的光电离和辐射复合过程与惯性约束聚变、X射线激光以及天体等离子体中的热稠密物质的能量传输与分配是密切相关的。为了真实模拟等离子体中不同元素的各种电离度原子的相对丰度、电离平衡、光谱特性及平均电离度等，光电离和辐射复合过程的截面等数据是必不可少的。
主要研究内容：（1）复杂原子（离子）光电离或辐射复合截面的计算；（2）光电离过程中相关的振激和振离过程；（3）相对论效应、多极效应以及干涉效应等；（4）光电子的角分布和极化。
（4）激光等离子体光谱
激光与物质的相互作用过程中由于光吸收、光电离、碰撞激发、碰撞电离、辐射复合、热传导和热辐射等过程的参与，产生的等离子体中涉及到原子、分子、电子和离子等粒子的相互作用，其形成机制非常复杂。对于其内部的微观物理过程以及光谱结构特性的理论和实验研究，属于原子分子物理学、光学、等离子体物理学及凝聚态物理学的交叉研究领域。
主要研究内容：（1）在实验上观察一系列中高Ｚ元素的高离化态离子的线状发射光谱，通过细致的原子结构理论计算和分析，建立相关的能谱数据；（2）研究强激光等离子体光谱的时空演化以及随气压的变化特性；（3）测量XUV波段激光等离子体光谱，并进行理论模拟，估算等离子体的温度和密度。（4）开展基于LIBS方法在矿物分析以及环境污染监测方面的研究，编写可用于物质成分分析的半定量及定量分析程序，建立连测分析装置来简化分析过程和提高分析精度。
（5）极端环境中的原子结构和性质
在传统的原子物理中，人们主要研究孤立原子或离子的结构及其与其它粒子相互作用的各种动力学过程。最近几十年来，由于短波长（EUV & X射线）激光的研究、磁约束聚变(MCF)和惯性约束聚变（ICF）的开展及寻找新型材料的推动，复杂环境中的原子结构和性质的研究已经成为天体物理、等离子体物理、凝聚态物理和其它很多领域关注的课题。
主要研究内容：（1）等离子体中的原子结构以及电子碰撞激发过程；（2）等离子体环境中的光电离过程；（3）等离子体环境中的Auger过程；（4）球穴中的原子的结构和性质。
学生要求：
1、“原子世界探幽”创新团队主要吸收在校二、三、四年级本科生,每级5-6人；其中二年级学生主要以学习基础知识，了解、体验科研以及学习科研的思想和方法为主；三年级学生可以根据兴趣选择研究课题，通过进行初步的训练，逐步达到参与基础性研究活动，并能撰写申请书、承担校级《大学生科技创新项目》的水平；四年级学生需完成所承担项目，并结合项目撰写结题报告和毕业论文，成绩优秀的可以推荐为学校优秀毕业论文；
2、申请进入该团队的同学须具有良好的思想道德素养、坚强的意志品质和创新精神；有志于挑战自我并富有积极参与科研和创新活动的热情；
3、申请进入该团队的同学须对物理学具有浓厚的兴趣，专业基础课成绩优良，掌握初步的计算机操作能力和一定的英语读写能力；
4、申请进入该团队的同学需填写《申请表》；
5、经审查合格，成为本创新团队的成员，须遵守创新团队的规章制度，积极进行调查研究、查阅文献、分析论证、制定方案、设计或实验、分析总结等方面的独立能力训练；按时参加本团队的培训和科研活动，保质保量地完成所承担的科研任务。
预期目标：
通过组建大学生科技创新团队的模式，建设适合大学生发展的学习平台，营造良好的学习氛围，引导学生进行探究式学习，培养大学生的科技创新能力。
指导老师根据学生的具体情况，针对性地提出短期计划，由学生在较短的一段时间内完成。短期计划是学生进行具体研究性学习的实践操作阶段，也是长期培养计划中的一个重要组成部分。预期通过短期的培养，使得学生初步具备进行自主学习和进行研究性学习的能力，并达到开阔其思维和眼界的目标。
根据不同年级的学生设立相应的培养计划，通过参与基础知识讲座、文献调研报告、研究进展报告以及专题前沿讲座等形式多样、内容丰富的学术活动初步了解原子物理专业的相关知识和前沿动态，通过参与指导老师的部分研究工作，逐步地培养学生的学习兴趣，并通过大学生科技创新项目和大学生本科毕业论文、设计等活动，有计划，有步骤的引导学生进行自主学习，丰富其相关专业知识和开阔其视野。预期通过长期的培养，使得学生具备初步开展科技创新的能力。
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