同济大学
导师风采
蔡恬吉
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个人信息

Personal Information

  • 研究员
  • 导师类别:硕士,博士生导师
  • 性别: 女
  • 学历:博士研究生
  • 学位:博士

联系方式

Contact Information

  • 所属院系:物理科学与工程学院
  • 所属专业: 物理学
  • 邮箱 : tianji_cai@tongji.edu.cn
  • 工作电话 : -

个人简介

Personal Profile

蔡恬吉,理学博士,同济大学物理科学与工程学院特聘研究员。归国前担任美国斯坦福大学SLAC国家加速器实验室基础理论物理学部博士后研究员,以及劳伦斯伯克利国家实验室客座研究员,合作导师为美国科学院院士Lance Dixon教授。2023年获加州大学圣塔芭芭拉分校博士学位,师从Nathaniel Craig教授,研究方向为高能理论物理。本科毕业于美国杜克大学与上海交通大学,获双学士学位,专业为物理学、数学。研究聚焦基础粒子物理与人工智能的交叉前沿,致力于在对撞机现象学中开发基于第一性原理的AI算法,以探索未知新物理,同时借鉴物理理论框架,深化对人工智能的基础研究,研发下一代科学智能及另类智能。合作创建“AI+HEP in East Asia”(人工智能与高能物理东亚学术联盟),主办各类国际学术活动。

  • 研究方向Research Directions
AI for Science,粒子物理,高能理论物理
2. 机电结构优化与控制 研究内容:在对机电结构进行分析和优化的基础上,运用控制理论进行结构参数的调整,使结构性能满足设计要求。1. 仿生结构材料拓扑优化设计, 仿生机械设计 研究内容:以仿生结构为研究对象,运用连续体结构拓扑优化设计理论和方法,对多相仿生结构(机构)材料进行2. 机电结构优化与控制 研究内容:在对机电结构进行分析和优化的基础上,运用控制理论进行结构参数的调整,使结构性能满足设计要求。1. 仿生结构材料拓扑优化设计, 仿生机械设计 研究内容:以仿生结构为研究对象,运用连续体结构拓扑优化设计理论和方法,对多相仿生结构(机构)材料进行整体布局设计。 整体布局设计。
科研组简介

欢迎加入我们的新实验室“The Ψai Lab——TowardsScientific AI rooted in Fundamental Physics” ,暨“基础物理+科学智能”研究组。我们目前正在开展的课题包括:1)开发基于物理、数学第一性原理的智能异常检测算法,在世界最大的粒子对撞机上探索各类新物理信号;2)将第一性原理与生成式模型深度融合,建立破解量子色动力学之谜的全新方法论;3)利用粒子物理数据集这一绝佳试验场,系统研究AI的可解释性与鲁棒性;4)以物理概念为核心,创建新的AI基准测试体系,推动下一代科学智能、物理世界模型,以及另类智能的发展。我们寻找眼里有光的探索者,在这里,你将有机会与全球顶尖学府的教授学生们并肩协作,共同打造一支国际化的年轻学术团队,一起点燃思想火花,探索物理学与智能本质的未知前沿。

研究成果

[1] T. Cai, A. Bhargava, B. Nachman, Optimal Transport Event Representation for Anomaly Detection, arXiv:2512.04839.

[2] X. Ai et al, New physics search at the CEPC: a general perspective, Chinese Phys. C 49 123108, arXiv:2505.24810.

[3] L. Brennan, T. Vami, O. Amram, S. Sekhar, Y. Takahashi, L. Moureaux, M. Sommerhalder, P. Maksimovic, T. Cai, N. Craig, Weakly Supervised Anomaly Detection with Event-level Variables, Phys. Rev. D 112, 055040, arXiv:2504.13249.

[4] T. Cai, N. Craig, K. Craig, and X. Lin, Multiscale Optimal Transport for Complete Collider Events, Phys. Rev. D 112, 036021, arXiv:2501.10681.

[5] T. Cai, F. Charton, K. Cranmer, L. Dixon, G. Merz, N. Nolte, and M. Wilhelm, Recurrent Features of Amplitudes in Planar N = 4 Super Yang-Mills Theory, J. High Energ. Phys. 2025, 143 (2025), arXiv:2501.05743.

[6] T. Cai, J. Cheng, N. Craig, G. Koszegi, and A. Larkoski, The Phase Space Distance Between Collider Events, J. High Energ. Phys. 2024, 54 (2024), arXiv:2405.16698.

[7] T. Cai, F. Charton, K. Cranmer, L. Dixon, G. Merz, N. Nolte, and M. Wilhelm, Transforming the Bootstrap: Using Transformers to Compute Scattering Amplitudes in Planar N = 4 Super Yang-Mills, Mach. Learn.: Sci. Technol. 5 035073, arXiv:2405.06107.

[8] T. Cai, F. Charton, K. Cranmer, L. Dixon, G. Merz, N. Nolte, and M. Wilhelm, Transformers for Scattering Amplitudes, NeurIPS 2023 workshop on Machine Learning and the Physical Sciences.

[9] I. Banta, T. Cai, N. Craig, and Z. Zhang, Structures of Neural Network Effective Theories, Phys. Rev. D 109, 105007, arXiv:2305.02334.

[10] T. Cai, J. Cheng, K. Craig, and N. Craig, Which Metric on the Space of Collider Events?, Phys. Rev. D 105, 076003, arXiv:2111.03670.

[11] H. Al Ali et al, The Muon Smasher’s Guide, Rep. Prog. Phys. 85 084201, arXiv:2103.14043.

[12] T. Cai, J. Cheng, B. Schmitzer, M. Thorpe, The Linearized Hellinger-Kantorovich Distance, SIAM Journal on Imaging Sciences Vol. 15, No. 1, pp. 45-83, arXiv:2102.08807.

[13] T. Cai, J. Cheng, K. Craig, and N. Craig, Linearized Optimal Transport for Collider Events, Phys. Rev. D 102, 116019, arXiv:2008.08604.

招生信息

    目前主要招募硕士研究生、短期科研助理,以及本科科研助理。导师将根据学生的个人兴趣和能力确认研究课题,学生有机会参与完整课题研究的各类工作,包括:

1. 数据集建立:学习使用国际标准蒙特卡洛模拟软件,生成各类粒子对撞信号。

2. 物理推导与算法开发:物理、数学公式的系统推导,以及基于第一性原理的智能算法研发。

3. 模型与智能体的搭建与优化:各类深度学习模型、AI智能体的重构、优化与理解。

4. 基准测试平台开发:对创新方法的工具化封装,测试平台的开发、优化与维护。

5. 另类智能研发:研发有别于现有计算框架的另类智能,包括软件与硬件层面。

    我们期待见证未来科学家的诞生。愿你在此收获的,不仅是技能与经历,更是挑战自我、直面未知的勇气,思维的深度与创造力,以及那份弥足珍贵的科学精神。

    我们希望遇见这样的你:

1. 对探索事物本源有浓厚兴趣,不轻言放弃、认真严谨,能在老师的指导下,坚持将完整的科研项目从头做到底(每个课题平均周期一年),充分享受探索未知的全过程。

2. 具备很好的自学能力,积极好问,主动性强,对物理、数学及AI理论有着强烈爱好。

3. 具有扎实的Python编程能力、一定的计算科学基础知识。有PyTorch、sckit-learn等软件库使用经验者优先。

4. 具备良好的英文阅读与写作能力,能够进行基本的英文学术沟通。

    “知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”故兴趣品格志向为重,能力可以慢慢培养。:)


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