周光召在1946年考入清华大学先修班◇一年以后以优异成绩转入清华大学物理系◇1951年考取本系研究生◇1952年转入北京大学研究生院，师从彭桓武教授，从事基本粒子物理专业研究。1954年理论物理专业研究生毕业，留校任物理系讲师。
他在1957年选派赴莫斯科杜布纳联合原子核研究所，任中级研究员，从事高能物理、粒子物理理论研究，发表30多篇论文，两次受到研究所的奖励。1958年在国际上首先提出粒子的螺旋态振幅并建立了相应的数学方法。
周光召在1960年推导出赝矢量流部分守恒定理（P CAC),1961年回中国后从事核武器理论研究，参加领导了爆炸物理、辐射流力学、高温高压物理、计算力学等研究工作，在中国第一颗原子弹和氢弹的理论设计中作出了重大贡献。

1996年经国际小行星命名委员会审议通过，将国际编号为3462的小行星命名为"周光召星"。周光召在1999年被授予中国"两弹一星功勋奖章"。
"两弹一星"最初是指原子弹、导弹和人造卫星。"两弹"中的一弹是原子弹，后来演变为原子弹和氢弹的合称；另一弹是指导弹。"一星"则是人造地球卫星。
中国《物理》杂志曾在2024年第4期发文称，从1961年到1979年的近20年时光，周光召将自己的智慧与才华奉献给了中国的核武器事业，为中国原子弹、氢弹、中子弹的研制成功和核武器的设计、定型立下了不朽功勋。

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