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理学院涉及理、工两个学科门类，覆盖数学、物理学、系统科学三个一级学科和工程力学二级学科，其中物理学具有一级学科博士学位授予权，应用数学、计算数学、系统分析与集成、工程力学具有二级学科博士学位授予权。拥有数学、物理学两个一级学科和工程力学一个二级学科博士后流动站。原子分子物理为国家重点学科，应用数学、计算数学、工程力学为湖南省重点学科。
教师队伍中有国家教学名师1人，全国优秀教师1人，入选国家“百千万人才工程”第一、二层次2人，全国“三八红旗手”2人，湖南省教学名师1人，入选湖南省“121”人才工程第二、三层次4人，入选湖南省“芙蓉学者”特聘岗位教授1人，国家杰出青年基金获得者1人，受聘担任国际理论物理中心客座教授1人，6人享受政府特殊津贴，5人入选教育部新世纪优秀人才支持计划，4名教师的学位论文被评为全国优秀博士学位论文，1名教师的学位论文获全国优秀博士学位论文提名奖。完成各类科研项目200余项，获国家和部委级科技进步一、二等奖20余项。出版专著、教材40余部，获得国家教学成果二等奖2项，，指导学员参加国际、国内大学生数学建模竞赛获国际特等奖3项、一等奖28项，全国一等奖36项，获全国“挑战杯”一等奖2项。
学院目前拥有信息物理、量子信息技术、THz技术、数学技术、武器效应物理、光学信息技术等多个专业科研实验室，各类科学研究实验室、教学实验室近1.2万多平方米，各类科研条件设施、教学仪器价值7000余万元。拥有THz光谱仪、高分辨率拉曼光谱仪、椭偏仪、原子力显微镜、飞秒钛宝石激光器、傅立叶变换光谱仪等国际一流的实验设备，拥有轻气炮、压剪炮、霍普金森杆实验装置等特色实验设备，具备了非线性光学、光量子器件研究、量子纠缠态制备、全光谱分析、武器效应物理、光通信和大规模数值计算等研究能力和条件。至“十一五”末，批准投入的1.2亿元条件建设全部到位后，我院将建成为全校教学、科研公共服务的数理实验教学中心、物质与材料科学实验中心和新一代信息技术物理基础科技创新平台。
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