統(tǒng)計(jì)物理學(xué)是研究大量相互作用物體的行為的物理學(xué)領(lǐng)域。傳統(tǒng)上，這些對(duì)象是原子、分子、磁自旋或液體體積，但近幾十年來，統(tǒng)計(jì)物理學(xué)家一直在研究許多其他類型的相互作用 "對(duì)象 "群，如生態(tài)系統(tǒng)中的物種、金融市場(chǎng)中的交易者、心臟和神經(jīng)組織中的化學(xué)物質(zhì)、神經(jīng)回路中的電活動(dòng)以及沙堆中的沙粒。統(tǒng)計(jì)物理學(xué)家利用各種數(shù)學(xué)技術(shù)，試圖描述、理解和預(yù)測(cè)集合的宏觀行為(如物質(zhì)相、傳輸或結(jié)構(gòu)特性、空間或時(shí)間模式等)，而無需詳細(xì)了解每個(gè)物體的行為。對(duì)于處于平衡狀態(tài)或接近平衡狀態(tài)的集合體來說，大部分行為都已被很好地理解;然而，對(duì)于遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)的粒子集合體(例如，當(dāng)能量的輸入和輸出在每個(gè)時(shí)刻都不平衡時(shí))來說，支配這些行為的基本規(guī)則仍在探索之中。

在喬治城，正在利用實(shí)驗(yàn)、計(jì)算和理論研究各種經(jīng)典和量子系統(tǒng)。我們的大部分工作都涉及試圖理解遠(yuǎn)離平衡或受到強(qiáng)加的無序狀態(tài)的情況。我們的研究對(duì)象非常廣泛，包括原子、磁自旋、生物聚合物、生物細(xì)胞、顆粒材料、膠體、流體以及神經(jīng)回路中的電活動(dòng)。

Emanuela Del Gado - 統(tǒng)計(jì)力學(xué)和計(jì)算物理學(xué);無定形固體、凝膠和玻璃的結(jié)構(gòu)、協(xié)同動(dòng)力學(xué)和非線性力學(xué);水泥凝膠的納米級(jí)結(jié)構(gòu)和力學(xué);納米顆粒和纖維在液體界面的自組裝;生物仿生涂層和組織力學(xué)。

Rhonda Dzakpasu - 體外神經(jīng)系統(tǒng)的時(shí)空模式形成、細(xì)胞外多電極陣列記錄、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中相干活動(dòng)的計(jì)算建模、非線性數(shù)據(jù)分析方法的開發(fā)

David Egolf - 非平衡動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)物理學(xué)，包括流體、顆粒介質(zhì)、心臟和神經(jīng)組織以及生物聚合物網(wǎng)絡(luò);QCD 的有效理論。

Jim Freericks - 強(qiáng)相關(guān)電子(電荷和熱傳輸以及非平衡效應(yīng))、多層納米結(jié)構(gòu)中的傳輸、共振非彈性 X 射線散射、光學(xué)晶格中的超冷原子(尤其是混合物、雙極分子和哈伯德模型)、本科生對(duì)量子力學(xué)的理解、學(xué)生對(duì)本專業(yè)的滿意度。

Peter Olmsted - 軟物質(zhì)物理學(xué)和生物物理學(xué)：非平衡物理學(xué)、相變和(納米)力學(xué);理論和計(jì)算機(jī)模擬;剪切帶和微流體、聚合物、彈性體、表面活性劑、膠體、液晶;蛋白質(zhì)、馬達(dá)和脂質(zhì)雙層膜動(dòng)力學(xué)和力學(xué)。

物理學(xué)中統(tǒng)計(jì)描述的必要性

物理學(xué)中使用的統(tǒng)計(jì)學(xué)提供了宏觀與微觀之間的概念聯(lián)系。

麥克斯韋-玻爾茲曼統(tǒng)計(jì)用于描述不同能級(jí)的粒子分布與溫度的函數(shù)關(guān)系。這種統(tǒng)計(jì)方法可用于深入了解擴(kuò)散等各種過程。

用統(tǒng)計(jì)方法來研究熱力學(xué)可以加深對(duì)不同概念的理解。例如，溫度可以很容易地從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度理解為塊狀材料中原子的平均動(dòng)能。

事實(shí)證明，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)來描述布朗運(yùn)動(dòng)等過程，對(duì)于推導(dǎo)量子物理學(xué)的路徑積分公式非常有用。

統(tǒng)計(jì)學(xué)的研究為檢驗(yàn)假設(shè)和估計(jì)總體數(shù)據(jù)的區(qū)間提供了一套實(shí)用工具。它構(gòu)成了正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、解釋數(shù)據(jù)和關(guān)聯(lián)信息的基礎(chǔ)，最終支撐著現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)的發(fā)展。

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