Research

助理教授
Ph.D.纽约大学
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办公室:汉娜霍尔中心174号

研究兴趣

我的工作集中在理论高能天体物理学和天体粒子物理学上，重点是间接暗物质搜索. 这些领域的许多问题都处于天体物理学的交叉点, 宇宙学和粒子物理学. 我主要研究银河系和河外天体物理学, 宇宙射线, 伽马射线, 中微子和引力波.

特聘教授
Ph.D.纽约大学
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主要研究方向:

• 中风的发展和治疗
• 磁共振成像在生物医学领域的应用

Prof. Chopp继续在亨利·福特医院(HFH)领导一个杰出的研究小组。. 国际公认的中风发展和治疗专家. Chopp是受世界卫生组织邀请到日内瓦讨论如何最好地研究和治疗这种疾病的一小群国际科学家之一.

为了支持他的研究. Chopp获得了NIH对HFH的主要资助. 在他的实验室工作的OU博士预科学生的很大一部分. 教授的重点. 肖普的研究是中风治疗的发展. 他的目标是挽救受影响的脑组织. 他和他的团队最近发现了中风后脑细胞的新死亡途径. 中风发作后，脑细胞经历自我毁灭，这是一种程序性细胞死亡. 这种自杀过程是由基因改变决定的.

他们已经确定了促进这种细胞死亡形式的蛋白质和基因. 有了这些知识，他们可能能够干预来抑制这个过程. Prof. Chopp和他的团队最近发现了诱导新脑细胞产生的方法. 这一发现可能对广泛的神经损伤和退行性疾病产生重要的治疗益处. 他们还发现，中风后的次要事件有助于死亡组织的生长. 造成这种继发性损伤的一个主要因素是白细胞涌入损伤区域. 他们已经确定了将这些细胞定位到损伤部位的信号分子，并阻断了这些分子的功能. 他们的数据表明，使用这种治疗方法，受损脑组织的数量减少了两倍，他们可以显著减少中风造成的损害. Prof. Chopp和他的团队还开发了新的成像方法，使用核磁共振成像，可以对脑组织的健康状况进行非侵入性评估. 这些技术使他们能够确定脑细胞是否仅仅受到中风的影响和损害, 正在死亡的过程中, 或者已经死了.

Professor
Ph.D.多伦多大学
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电话:(248)370-3424
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研究兴趣

• 非平衡统计力学
• 相分离和模式形成
• 计算凝聚态物理

教授的研究. 埃尔德致力于理解非平衡现象中出现的复杂结构或模式. 这种模式在自然界中无处不在, 从DNA的双螺旋结构到美丽的雪花形状. 更重要的是，这些模式通常控制着关键的材料特性和生物功能. 要释放这种结构的巨大潜力，就必须有能力做出有效的预测. 不幸的是，由于各种系统组件之间相互作用的复杂性，这项任务变得复杂. 由于这个原因，计算建模已被证明是一个非常宝贵的工具. 埃尔德的大部分研究都致力于开发材料物理学中非平衡现象的建模方法. 这项研究包括对脊柱分解的研究, 奥斯特瓦尔德成熟, 共晶凝固, 有序/无序转变和非晶/晶体转变, 瑞利对流, 火焰前传播爆炸结晶, 超导环中超电流的衰减, 电荷密度波的运动, 随机介质对液体的吸收(或渗吸)和流体中的相分离.

最近，教授. Elder致力于开发一种相场模型方法，在介观时间尺度上解决微观长度尺度. 这与传统的原子或分子(MD)方法不同，后者受到原子时间(飞秒)和长度(纳米)尺度的限制. 它也不同于描述介观尺度的标准相场方法，后者不能描述微观细节，往往局限于过于简化的描述. 这种新的“相场晶体”方法的优势在于，它在时间尺度上自然地结合了比传统原子方法大许多数量级的微观物理. 它不是比传统的MD快两倍或十倍(这种速度水平可以通过计算能力和算法的增量改进来实现)，而是可以快数百万或数十亿倍. Prof. Elder和合作者使用这种方法对各种技术上重要的过程或现象进行大规模数值模拟，包括, 外延生长, 纳米晶体材料的强度, 脊柱时效硬化和位错攀升, 滑翔和湮灭.

特聘教授
Ph.D.芝加哥大学
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电话:(248)370-3411
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研究兴趣

• 广义相对论

Prof. 加芬克尔的研究方向是数值相对论:利用计算机模拟来研究强引力场的性质. 他最近的研究主要集中在(1)奇点的性质(2)临界引力坍缩和(3)宇宙审查.

奇点出现在黑洞的中心和宇宙开始时的大爆炸. 这些奇点是由爱因斯坦场方程描述的. 这些方程很复杂, 长期以来，人们一直推测，方程中的某些项在奇点附近占主导地位，因此，求解奇点的方法变得简单. 为了验证这一猜想. 加芬克尔对奇点的接近进行了计算机模拟. 起初，这些模拟(在与教授合作完成). 贝弗利·伯杰)是对称的时空. 然而，最近教授. 加芬克尔模拟了没有对称的时空的一般情况(物理学). Rev. Lett. 93, 161101 (2004)). 结果支持所谓的BKL猜想，即接近奇点是局部齐次和振荡的.

临界引力坍缩是指黑洞形成阈值及附近引力坍缩的标度特性. 这些性质类似于凝聚态物理中的相变，包括(i)形成的黑洞质量与接近黑洞形成阈值之间的幂律关系，以及(ii)恰好处于黑洞形成阈值的“临界解”的自相似性. 这些现象是Choptuik在对自引力标量场坍缩的数值模拟中发现的. Prof. 加芬克尔研究了这些现象的许多方面. 这些包括:(i)对那些几乎无法形成黑洞的系统的潮汐力进行缩放. (ii)在非四维时空中的临界引力坍缩. (iii)描述临界引力坍缩的闭形式解. (iv)大质量矢量场的临界引力坍缩. (v)利玛窦流临界重力坍缩的模拟.

宇宙审查是关于在引力坍缩中形成的奇点是否隐藏在黑洞内部的问题. 在特殊情况下，奇点是裸露的.e. 而不是隐藏在黑洞中). 其中包括临界引力坍缩的临界解. However, 一般的奇点被认为隐藏在黑洞中(但尚未被证明或反驳). 最近教授. 加芬克尔对负势能标量场的引力坍缩进行了数值模拟. 这个系统曾被提出作为宇宙审查制度的反例. 然而，教授的结果. 加芬克尔的模拟是奇点隐藏在黑洞中.

副教授
Ph.D.他是以色列耶路撒冷希伯来大学的教授
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电话:(248)370-3412
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研究兴趣

• 生物系统中集体行为的建模(恶性脑肿瘤的生长), 伤口愈合)
• 统计物理远离平衡
• 模式形成和非线性动力学
• 驱动颗粒气体，颗粒流的不稳定性

生物物理. 近年来, 生物物理学这一新兴领域经历了巨大的发展. 博士的总体目标. kain的研究是识别和描述控制复杂生物过程的基本物理机制. 他研究大量活细胞的集体行为. 生物多细胞系统是随机非平衡系统的一个令人兴奋的例子. 它们展示了许多有趣的物理现象和重要的生物现象, 从伤口愈合到肿瘤生长. Dr. kain的主要目标是模拟恶性脑肿瘤的生长, 哪些是目前的治疗方法无法治疗的. 他采取了物理方法, 其中包括用少量参数制定极简模型, 以确定基本生物过程的作用, 比如细胞增殖, 细胞活性, 信息附着力, etc.脑肿瘤的生长模式. Dr. kain使用多细胞水平上基本生物过程的连续模型(反应-扩散方程)和晶格上细胞的离散随机模型来研究这些问题.

颗粒物质物理学. 颗粒材料在自然界中普遍存在，在工业上也很重要. Recently, 颗粒物质(由耗散相互作用的宏观粒子组成的物质)引起了物理学家的极大关注, 因为它展示了一个本质非平衡系统的迷人例子. 流化颗粒介质表现出多种对称性破坏不稳定性和模式形成现象. 了解这些不稳定性对于发展颗粒流动的定量模型是必要的, 有各种各样的工业应用. Dr. kain的研究重点是驱动颗粒气体, 以及在致密剪切粒状流中的相分离. 目前，他正在研究快速密集剪切流的挑战性问题. 已知硬球流体的输运系数在密集密堆积密度下是发散的. However, 最近有证据表明，剪切粘度系数在较低的密度下发散比其他本构关系. 这可能导致致密剪切流中“类固体”层和“类流体”层共存, 类似于最有趣的剪切带形成问题. Dr. kain利用颗粒流体动力学研究了这些问题，并在一系列分子动力学模拟中比较了理论预测.

Professor
Ph.D.，阿根廷巴里洛切巴尔塞罗研究所
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电话:(248)370-3422
办公室:汉娜楼164号
观看“水上行走”示范

研究兴趣

• 低温下的电子传递
• 量子涨落

两层体系中的许多电子性质. 1992年，与G. D. Mahan, Dr. Rojo发现了非耗散阻力(NDD)对超导体和介观系统的影响. 他计划继续这方面的研究, 探索这种迷人效果的各种应用. Dr. 罗霍在这一领域的工作激发了重要的实验和理论活动. NDD是由两个系统之间零点电荷波动的耦合产生的，没有从一个系统到另一个系统的隧穿. Dr. Rojo在他最近的评论文章中讨论和总结了它的现状及其与耗散电流阻力的关系. 在与他的研究生乔·贝克的合作中，他通过分析和两种不同的数值方法研究了无序对NDD的影响，以便与实验取得联系. 对非隧道系统之间的耦合有影响的一个相关效应是超导体和法线之间的涡流耦合, 高导系统. 他参与了一项正在进行的与C .实验室的合作. 汤姆森和A. Goñi在柏林Technische Universität, 在InSb/GaAs体系中首次观察到该效应的地方. 实验结果在定量上与Dr. 罗霍的理论预测. 他正在寻求外部资金，以加强合作，探索这一非常有趣和重要的影响的进一步后果.

量子噪声的压缩与控制. 另一个自Dr. 罗霍来到密歇根的原因是他对声子压缩的研究, 他对零点波动很感兴趣. 在初步的计算中，他已经确定了脉冲作用于谐波系统的机制，作为产生压缩的一种手段. 对于声子来说，这种效应对应于固体中原子位置的零点波动幅度的时间调制. Dr. Rojo开始与R合作. 他们使用超快光脉冲测量了这种效应. 这个实验首次观察到了凝聚态物质中的压缩效应, 并且在设备物理和几个领域有令人兴奋的未来应用, in general, 对量子噪声的“频闪”控制可能是必要的. 未来需要解决的一个非常重要的问题是:在凝聚态物质中还能压缩哪些其他的激发, 以及可能的应用? Part of Dr. 罗霍未来的研究工作将致力于回答这些问题.

约束在高温超导中的作用. 在抵达密歇根之前. 罗霍在高温超导体方面做了一些重要的工作. 自从他来了以后，他继续研究这个领域内的一些问题. 和他以前的研究生马修·赖利(Mathew Reilly)一起. Rojo解决了双磁振子拉曼散射问题, 表明最近的一些实验可以用非绝热近似中无无序的自旋声子模型来理解. 高温超导体的研究激发了对自旋系统和海森堡的深入研究, e.g. 旋转的梯子, 激发谱的无间隙和有间隙的问题是实验和理论研究的主题吗. 他通过提供一个证明对这个分支领域做出了贡献, 推广里布-马蒂斯定理, 那些有奇数条腿的旋转梯子是没有缝隙的. 他最近关于c轴输运约束的研究解决了一个基本问题，即相关性是否会导致输运在两个空间方向上相干的“受限”阶段, 第三部分语无伦次. 这是一个尚未解决的多体问题，其详细研究起源于P. W. 安德森猜想，一维非费米液体的思想和范式可以扩展到二维和三维系统. 与C合作. Balseiro来自巴里洛切(阿根廷. Rojo考虑了强相关各向异性体系, 利用新的从费米子格式提出并求解了一个模型, 并且证明了约束跃迁从溶液中自然产生. 这项合作由美国国家科学基金会通过其国际项目资助, 事实证明这是卓有成效的. 研究人员还研究了高温超导中的另外两个重要问题:无序对d波配对的影响, 以及涡流晶格熔点处的阻力问题. Dr. 罗霍计划继续研究禁闭问题. 这将是博士课程的主题.D. 巴里洛切的一名研究生用Lanczos方法研究有限各向异性系统的论文.

“bose - einstein”冷凝. 玻色-爱因斯坦凝聚领域是物理学中最令人兴奋的问题之一. 由于它在过冷原子系统中的观察, 这个问题结合了凝聚态物质和原子物理学的知识. 例如, Rb原子在两种内部状态下可以产生凝聚物, 这让人联想到各向异性磁系统. Dr. Rojo证明了一个有趣的定理，它建立了这类凝析油的相分离机制. 同时，在与P. 他是密歇根大学原子物理学专业的教授, 他研究了所谓的塔尔博特振荡, 已经以独立原子而闻名, 以及它们在玻色-爱因斯坦凝聚物存在下的修正. 目的是了解原子间相互作用对塔尔博特振荡的影响. 因为原子与原子的相互作用使这个问题成为一个未解的多体问题, 人们不得不求助于近似值. 为了解决这个问题，我提出了一个可以精确解决的简化版本. 简化包括在一个维度上处理问题, 并将强相互作用(硬核)玻色子映射到自由费米子. 这个技巧最初是由M. Girardeaux, 可以证明在这种情况下是有效的，我们可以在一个精确的框架中描述碰撞和量子相干的相互作用吗. Dr. Rojo的工作已经引起了一些关注，并激发了一些有趣的扩展.

特聘教授
Ph.D., St.彼得堡理工大学，俄罗斯
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电话:(248)370-3401
办公地点:186G数学科学中心 
Dr. 斯莱文的网站

研究兴趣

• 线性和非线性磁化动力学
• 微波信号处理

教授的研究兴趣. 安德烈•斯莱文对磁性微纳米结构中的线性和非线性磁化动力学进行了研究. 主要从事磁性纳米结构和磁性纳米元件阵列中微波自旋波模式谱的理论研究. 特别是, 主要研究方向为磁性纳米结构的自定域非线性特征模态以及磁涡流的线性和非线性动力学.

他的另一个重要研究课题是磁性纳米结构中的自旋-传递-转矩效应以及基于该效应的微波振荡器的开发. 他正在开发一个全面的理论模型，描述磁性纳米柱和纳米触点中电流诱导磁化动力学(确定性和随机).

Prof. Slavin还研究了磁膜中的参数非线性过程，包括室温下磁振子在参数抽运影响下的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)和磁膜中微波信号的存储和参数诱导恢复.

特聘教授
Ph.D.印度学院.Tech.来自印度孟买
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电话:(248)370-3419
办公地点:数学科学中心186F
Dr. Srinivasan的网站

研究兴趣

• 薄膜磁性
• 铁磁谐振

Prof. Srinivasan从事多铁性磁电相互作用现象的物理和应用研究. 对铁磁-铁电复合材料在宽频率下的相互作用进行了研究, 从1hz到110ghz. 这种复合材料对传感器有潜在的用处, 传感器, 微型天线和微波设备. 这项研究得到了美国国家科学基金会和国防部的资助.

兼任助理教授
Ph.D.韦恩州立大学，底特律，密歇根州
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电话:(248)370-3409
办公室:汉娜楼172号

研究兴趣

• 质子/离子束癌症治疗相关物理现象的多尺度包容方法

Dr. Surdutovich于2008年1月加入物理系. 主要研究方向为质子束和离子束治疗, 哪些治疗恶性肿瘤的方法越来越被接受. 质子和离子是比现在常见的光子更有利的投射物，因为它们对肿瘤周围区域造成的损害更小，因此产生的副作用也更少. 如果副作用对患者的生活质量至关重要，这一点尤为重要. 作为一名物理学家. Surdutovich对开发一种多尺度包容性方法感兴趣，该方法将允许彻底计算质子/离子束癌症治疗中DNA损伤的效率. 该方法是在分析不同物理条件的基础上提出的, 离子照射时发生的化学和生物化学现象. 每种现象决定了相关的距离, times, 和能量，并有助于治疗的包容性模式. 这将最终导致光束能量的严格计算, dosages, 能量沉积速率, 质子/离子束治疗的其他特点.

助理教授
Ph.D.，纽约大学，纽约，纽约州
E-mail: (电子邮件保护)
电话:(248)370-4871
办公室:汉娜楼166号
Dr. Tonyushkin的网站

主要研究方向:

• 磁粉成像(MPI)
• 原子磁力测定
• 超高场核磁共振:探索介电体中的射频传播效应

磁颗粒成像或MPI是一种相对较新的层析成像方式，它以非凡的灵敏度可视化磁性纳米颗粒的分布，提供许多现代医学应用所需的高空间和时间分辨率. 与医学成像方式中常用的其他造影剂相比, 磁性纳米颗粒无毒, 非电离, 并且完全可以量化. MPI可以解决临床问题, 研究需要安全的诊断和治疗应用，如癌症筛查, 细胞跟踪, 药物输送, 和血管造影术. To date, 一些小口径MPI系统已经开发出来, however, 人体大小的MPI扫描仪尚未建成. 扩大MPI的主要挑战是与传统设计扫描仪的方法相关的高功耗. 因此，将MPI转移到临床需要非传统的方法. 在我的工作中, 我正在开发实用的MPI扫描仪配置, 利用所谓的单面几何的硬件. 这种MPI扫描仪可能为乳腺癌筛查等临床应用提供一种新的独立工具, 哪个更舒服, fast, sensitive, 而且相对便宜.

在我的研究项目实验的设计允许本科生和研究生积极参与. 学生可以参与实验装置的设计、模拟和编程. 它们还可以在成像实验中发挥积极作用, 以及对仪器性能的描述. 以上跨学科的研究活动不仅可以让本科生学习特定的成像技术，还可以学习一般的研究技能，这将有助于他们未来的医学物理职业.

副教授
Ph.D.德州基督教大学
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电话:(248)370-3423
办公室:汉娜楼164号
Dr. 王的网站

研究兴趣

• 高压物理学

压强、温度和化学成分共同决定了物质的状态. 高压可以缩短原子间的距离, 缩短化学键, 扭曲电子轨道. 超过一定的压力点, 在环境条件下，材料可以达到新的平衡状态，并过渡到具有独特原子排列和晶体结构的相，其性质与稳定相完全不同. 例如, 在高压下，软的和黑的石墨转变成超硬的和轻透明的金刚石. 随着高压发生器技术的飞速发展, 同步加速器x射线, Raman), 高压技术已成为探索固体中物质独特性质的一种普遍而重要的工具, liquid, 或者在极端条件下的气态.

最常用的产生高压的装置是一种叫做金刚石砧细胞的小钳子状装置, 由两个相对的有小尖的钻石组成的. 压两个铁砧, 样品位于两者之间, 可以产生与地核一样高的压力(~360 GPa).  因为钻石的透明度在一个宽频率的电磁辐射(x射线), Raman, 可见光, etc.), 我们可以通过集成金刚石砧细胞和表征设备(同步加速器x射线)来进行现场测量, 拉曼光谱仪, 等等).

利用高压技术，Dr. 他的研究重点是材料的光学性质, 弹性, 可塑性, 相位稳定性, 化学反应性, 以及组织演变(缺陷), 晶粒尺寸, 和晶界), 以及在压力条件下合成新材料.

特聘教授
Ph.D.梅西大学，新西兰
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电话:(248)370-3420
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Dr. 夏的网站

研究兴趣

• 核磁共振显微成像(?MRI)
• 偏光显微镜(PLM)
• 傅里叶变换红外成像
• 早期骨关节炎的检测
• 微成像技术在生物医学领域的应用

生物组织的定量显微成像. Prof. 主要研究方向为关节软骨的多学科显微成像研究. 我们都知道, 骨关节炎是一种常见病，影响了33%的美国人口(CDC报告), Oct 24, 2002); and cartilage degradation is an early event that occurs in this disease. 显微成像可能为该病的早期诊断提供一种方法. 他的软骨研究, 自1999年1月以来一直得到美国国立卫生研究院(NIH)的支持, 目前由美国国立卫生研究院的两项R01拨款资助.