
南京大学天文与空间科学学院教授。2006年获上海交通大学物理学学士学位。2011年获复旦大学理论物理博士学位。2011-2015年在意大利国家天文台从事博士后研究工作。2015-2018年获英国杜伦大学International Junior Research Fellowship,在杜伦大学计算宇宙学中心(ICC,Durham)从事研究工作。2018年12月获南京大学登峰B计划资助,入职天文与空间科学学院。2024年晋升为教授。以独立PI身份创立了南京大学《引力宇宙学课题组》。主要从事引力宇宙学前沿课题研究。研究内容包括,宇宙微波背景辐射以及宇宙大尺度结构形成。参与欧空局Euclid卫星项目,以及由美国能源部的Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI)巡天项目。目前发表第一作者/通讯作者论文24篇,其中包括1篇Nature Physics, 2篇Nature Astronomy(其中一篇为2018年12月刊封面),3篇Phys.Rev.Lett.。根据INSPIRE统计, 第一/通讯作者论文他引>1000次。 2019年4月,受欧洲科学研究理事会(ERC)邀请,评审2019年ERC Starting Grant。长期担任PRL,PRD,MNRAS,JCAP等期刊审稿人。
目前主持参与项目:
1.国家自然科学基金委员会面上项目,2025-2029,主持
2.国家自然科学基金委员会面上项目,2022-2024,主持
3.国家自然科学基金委员会专项项目,2022-2024,参与
4.中国载人航天巡天空间望远镜专项, 子课题组长
5.国家重点研发,2021YFC2203002,参与
指导学生获得:
1.2024年国家自然科学基金委青年学生(博士)基础研究项目
2.2024年国家自然科学基金委青年学生(本科)基础研究项目
《星系巡天与宇宙大尺度结构观测》
《“科学之光”(青年学者系列)——宇宙大爆炸理论:探索宇宙起源的奥秘》(校级教改课程)
创立《引力宇宙学课题组》(独立课题组)
主要研究领域:
宇宙学,宇宙大尺度结构形成数值模拟,宇宙学星系巡天观测及数据分析,引力波数值模拟, 弱引力实验
课题组成员:
殷承江、邓珊珊、严丞豪、吴翰、林子皓,向杨阳,陈航,欧阳马霖
课题组毕业成员:
徐翔宇
课题组科研助理:
邱弋
课题组硬件资源:
课题组自主搭建了一个拥有超过1000个CPU核心的高性能专业计算平台。该平台由一个主节点和七个计算节点组成。计算节点均采用双路PCIE 5.0主板,并配备了两颗AMD EPYC 9684X芯片,每颗芯片内置96个高性能的AMD Zen4架构CPU核心。这些CPU核心的主频为2.55GHz,最大频率可达3.7GHz。每个芯片L3缓存达到1152MB。所有计算节点均配置了24根三星64G RDIMM DDR5 4800MHz内存条,总内存容量达到1536G,确保每个CPU核心平均拥有8G内存。此外,每个计算节点还配备了200G单口InfiniBand(IB)网卡,并通过一台200Gb Mellanox InfiniBand交换机实现节点间的高速互联。该平台采用FC接口,直接连接到一台196T的磁盘存储阵列。总之,该计算平台设计专业,充分实现了内存通道,PCIE,IB网络之间的性能优势。
软件方面,该计算平台采用unbuntu20.04操作系统, 安装有最新的GNU编译器以及OpenMPI软件库。特别的,该计算平台全面支持AVX-512,能够大幅提升部分矢量化程序的运行效率。除此之外,该平台采用Slurm作业调度系统。
研究生招生:
课题组计划每年招收研究生1~2名,待遇十分优厚。我们课题组每年收到大量同学申请,但是由于名额限制,所以无法满足每一位同学的需求。
[1]. Peiran Yin(#), Xiangyu Xu(#), Kenan Tian(#), Shaochun Lin(*), Yuanji Sheng, Chengjiang Yin, Dingjiang Long, Chang-Kui Duan, Pu Huang(*), Jian-hua He(*)(通讯作者) , & Jiangfeng Du(*), Experimental constraints on the symmetron field with a magnetically levitated force sensor, Nature Astronomy (2025), https://www.nature.com/articles/s41550-024-02465-8
基于数值模拟,成功设计并搭建了桌面式磁悬浮精密力测量系统。利用这一系统对对称场暗能量理论(symmetron dark energy)进行了高精度实验检验。实验精度相较于当前国际最高水平提高了六个数量级,极大地拓展了先前实验未能触及的参数空间。
[2]. Chengjiang Yin and Jian-hua He(*) , Physical Review Letters 132, 011401 (2024) .
利用引力波探测恒星级黑洞。基于aLIGO探测器实际噪声灵敏度曲线,通过贝叶斯分析发现只要信噪比达到12.5,在当前aLIGO探测器的灵敏度范围内便可以准确识别质量在60到120太阳质量孤立黑洞对引力波产生的特征影响。该发现对利用引力波探测恒星级孤立黑洞具有重要实践意义。
[3]. Jian-hua He(#)(*) and Zhenyu Wu, Phys. Rev. D 106, 124037 (2022).
引力波如何经过黑洞是爱因斯坦广义相对论百年经典难题。我们利用高精度数值模拟在国际上首次对该问题进行了回答。我们开发了高度原创的数值代码。基于该代码,我们求解了极其复杂的线性扰动爱因斯坦场方程。我们研究了引力波经过黑洞后波形的变化特征。
[4]. Peiran Yin(#), Rui Li(#), Chengjiang Yin(#), Xiangyu Xu, Xiang Bian, Han Xie, Chang-Kui Duan, Pu Huang(*), Jian-hua He(*)(通讯作者) & Jiangfeng Du(*), Experiments with levitated force sensor challenge theories of dark energy, Nature Physics 18, 1181–1185 (2022).
首次确定性检验暗能量理论。该工作被Nature选为"Research Highlights" (https://www.nature.com/articles/d41586-022-02774-w ),被国际著名科学杂志New Scientist, Science News以及Phys.org, UK Today News等十余家国外媒体报道。国内央视新闻、新华网、光明日报等几十家新闻媒体进行了报道。
[5]. Jian-hua He(#)(*) ; Luigi Guzzo; Baojiu Li; Carlton M. Baugh, No evidence for modifications of gravity from galaxy motions on cosmological scales, Nature Astronomy 2, 967 (2018) 。
利用SDSS main galaxy sample星系分布中的红移畸变效应在小尺度检验宇宙学标准模型。该工作被 Nature Astronomy 选为封面,并被国外多家媒体报道。
[6]. Jian-hua He (#)(*); Baojiu Li; Carlton M. Baugh, Subhalo abundance matching in \$f(R)\$ gravity, Physical Review Letters 117, 221101 (2016).
提出小尺度检验宇宙学模型的有效方法
[7]. Jian-hua He (#)(*); Adam J. Hawken; Baojiu Li; Luigi Guzzo,Effective Dark Matter Halo Catalog in f (R) Gravity, Physical Review Letters 115, 071306 (2015).
首次提出有效暗物质晕的概念
[8]. Jian-hua He (#)(*), GWSIM: a code to simulate gravitational waves propagating in a potential well. MNRAS 506, 5278 (2021).
高度原创引力波波动性数值模拟代码,揭示了引力波波动性这一基本物理属性
[9]. Jian-hua He (#)(*), Modelling the tightest relation between galaxy properties and dark matter halo properties from hydrodynamical simulations of galaxy formation. MNRAS 493, 4453 (2020).
利用国际最先进大型流体力学星系形成数值模拟Illustris, Illustris TNG, Eagle 揭示星系和暗物质晕之间最本质的关联
[10]. Alex Smith (#)(*), Jian-hua He, Shaun Cole, et. al. Correcting for fibre assignment incompleteness in the DESI Bright Galaxy Survey, MNRAS 484, 1285 (2019).
与国际著名宇宙学家Shaun Cole教授合作(Shaun cole教授因发现重子声波震荡而获得邵逸夫天文学奖)指导博士生Alex Smith, 解决了国际宇宙学旗舰项目DESI光纤选星系统产生的系统误差问题。该问题是DESI项目所面临的最大挑战
[11]. Jian-hua He (#)(*), Accurate method to determine the systematics due to the peculiar velocities of galaxies in measuring the Hubble constant from gravitational-wave standard sirens, Physical Review D 100, 023527 (2019).
对引力波标准汽笛系统误差进行了分析, 提出了确定由星系本动运动产生系统误差的方法。
[12]. Jian-hua He (#)(*), Phys.Rev.D 88, 103523 (2013).
F(R)引力宇宙模型线性扰动玻尔兹曼代码Frcamb。
[13]. Jian-hua He (#)(*), Phys.Rev.D 86, 103505 (2012).
提出中微子-修正引力简并。