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  物理--2020, 49 (1)   发布日期: 2020-01-12
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2019年诺贝尔奖专题

从流浪地球到宇宙迷航——2019年诺贝尔物理学奖解读 Hot!

蔡一夫,鄢盛丰
全文: PDF (3102 KB)   下载:( 714 )
摘要

2019年诺贝尔物理学奖同时授予了系外行星和宇宙学领域,诺奖委员会给出的理由是“为我们理解宇宙的演化和地球在宇宙中的位置做出的贡献”。这两个领域在近二三十年内展现出了蓬勃的生机,系外行星和外星生命的研究到了本世纪伴随先进技术的发展有了爆发式的发现;进入新世纪后,宇宙学领域已经获得4次诺贝尔奖,分别是宇宙背景探测者卫星、宇宙加速膨胀的发现、引力波的探测,以及此次诺贝尔物理学奖,它们使当代宇宙学获得了广阔的发展前景。文章就本次诺奖热点话题展开,对系外行星和宇宙学两大领域做概括性的科普解读。具体介绍马约尔和奎洛兹在系外行星领域的发现,系外行星的探测手段和发展前景,以及宇宙学领域的发展简史,皮布尔斯在该领域的贡献,和目前宇宙学领域的一大研究热潮,即原初引力波的探测。作者借此文抛砖引玉,期待更多年轻学者能加入到天文学和宇宙学的研究中,在新时代的浪潮下推动该领域获得更重大的突破。

皮布尔斯的物理宇宙 Hot!

郑政,张鹏杰
全文: PDF (4336 KB)   下载:( 671 )
摘要

2019年10月8日,瑞典皇家科学院宣布将今年的诺贝尔物理学奖授予詹姆斯·皮布尔斯(物理宇宙学方面的理论发现)以及米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹(首次发现围绕类太阳恒星运动的系外行星)。在现代宇宙学一步步走向精确定量科学的过程中,皮布尔斯扮演了关键角色。文章对皮布尔斯在现代宇宙学研究中的奠基性工作进行了简要回顾,侧重介绍其在宇宙组份,宇宙演化,和宇宙结构形成方面的重要贡献。

锂离子电池过往与未来 Hot!

索鎏敏,李泓
全文: PDF (3151 KB)   下载:( 718 )
摘要

2019年诺贝尔化学奖授予从事锂离子电池研究的三位杰出科学家,让锂离子电池这项技术成为社会大众视野焦点,也表明了锂离子电池在推动人类社会科学技术进步中所做出的贡献得到了科学界一致认可。文章结合三位获奖者的工作对锂离子电池的发明及其过往历史做一简单梳理和介绍,并在此基础上谈谈锂离子电池技术未来面临的机遇和存在的挑战。

百年物理诺奖回顾:我们的崇敬与误解 Hot!

曹则贤
全文: PDF (2604 KB)   下载:( 705 )
摘要

物理诺奖至今已颁发112轮,共产生209位获奖者。物理诺奖的宗旨是奖励“在物理领域做出最重要发现或者发明的人”,如此而已。诺奖由私人基金会颁发,没有公平不公平的问题。对物理诺奖不该想当然地加入我们自家特色的误解。物理诺奖得主中堪称大物理学家者约占三分之一左右。反过来看,爱因斯坦、玻恩等宗师级的人物得诺奖的过程满眼是泪,而庞加莱、索末菲这样的一代宗师甚至折戟诺奖名利场。对于中国物理学的发展,也许努力学会物理、扎实开展物理研究比盯着诺奖更重要,毕竟能将自己的研究结果加入物理学的体系才是一个物理学家的最高成就。

前沿进展

磁子转矩翻转磁矩研究 Hot!

王译
全文: PDF (3952 KB)   下载:( 679 )
摘要

磁子是自旋波量子化的准粒子。磁子具有在绝缘磁性材料中无热耗散、低阻尼、长距离传输自旋的优势,避免了因电荷流动而产生焦耳热,可以克服日益显著的器件发热问题,因此磁子器件在低功耗信息存储与计算领域具有潜在应用前景。文章首先介绍了自旋波和磁子的概念,磁子具有的优势和研究价值;然后总结了磁子在铁磁和反铁磁绝缘体中输运以及新型磁子器件方面的最新研究结果;最后详细介绍了室温下实现磁子转矩驱动磁矩翻转的最新研究工作。这些工作对发展磁子学,实现低功耗、高速磁子型器件及应用具有较为重要的现实意义。

研究快讯

他山之石,可以攻玉——太赫兹二维相干谱学打开探索分数化现象的新窗口 Hot!

万源
全文: PDF (2191 KB)   下载:( 594 )
摘要

分数化(fractionalization)是一种出现在多体系统中的新奇物理现象[1]。在出现分数化现象的多体系统中,构成体系的基本物理单元(如电子、自旋等)被相互作用劈裂。这些被劈裂的部分成为体系的元激发。这里以铁磁伊辛自旋链为例说明(图1(a)):该体系中自旋的取向高度受限,其只能沿着或者背对着自旋的易轴(这里假设易轴方向与自旋链方向相同)。与此同时,自旋之间的铁磁交换相互作用希望自旋的取向一致。因此,自旋链具有两重简并的铁磁基态,对应自旋的两种可能取向。

物理攫英

濒危元素

王颖霞
全文: PDF (2095 KB)   下载:( 536 )
摘要
在国际化学元素周期表年接近尾声之际,理查德·史蒂文森(Richard Stevenson)调查了用于多种高科技设备的关键元素(包括镓、铪和铟)的长期供应是否真的存在危机。

钻石中的量子达尔文主义

孙剑峰,陈果
全文: PDF (1359 KB)   下载:( 593 )
摘要
钻石的一些自旋揭示了物理学中一个最持久的谜团:经典物理是如何从隐晦且概率化的量子世界中演变出来的。最近当德国和美国的物理学家利用钻石上的氮空位(NV)中心证明了量子达尔文主义之后,这一论证浮出了水面,即只有“最适应”的系统状态才能在从量子世界到经典世界的过渡中“生存”与“繁衍”。

达到原子核存在的极限

周书华
全文: PDF (1441 KB)   下载:( 703 )
摘要
发现自然界的极限是物理研究的主要目标。具有一定数量质子的原子核中,可以加入的中子数是有极限的,超出极限,核不能保持束缚状态,中子就会“滴落”。这种极限,称为中子滴线。
量子多体中的呐喊与彷徨

被解救的诺特

孟子杨
全文: PDF (4358 KB)   下载:( 649 )
摘要
看过好莱坞鬼才昆汀·塔伦蒂诺的电影《被解救的姜戈》的朋友,可能都思考过这样一个问题,除了表面上暴力美学和废奴主题之外,这部电影到底想要表达什么意思?
物理学漫谈

记录身边的历史

姬扬
全文: PDF (4019 KB)   下载:( 616 )
摘要
2018年9月,杨振宁先生说,国内对于20世纪科学发展史方面的各种分析、介绍和记载工作做得很不够,“尤其对于中国科学家的贡献的记载分析工作,不是做得不够,而是根本做得一塌糊涂。
科学基金

2019年物理科学一处评审工作综述

姜向伟,陈刚,郭海中,倪培根
全文: PDF (2061 KB)   下载:( 571 )
摘要
2019年度国家自然科学基金评审工作已结束,文章对物理科学一处本年度申请和资助项目情况进行了统计分析,将一年来的评审工作结果向广大科技界汇报。同时,对申请和资助过程中一些新政策、新动向以及碰到的一些新情况、新问题进行归纳和总结,供广大科研人员参考。物理科学一处各项工作得到科技界广大专家们的支持,在此向支持物理科学一处工作的专家们表示衷心感谢!
科学咖啡馆

笃数穷理 科教兴邦——中国科学院物理研究所“数学院的科普传统”主题讨论侧记

田春璐,成蒙,魏红祥
全文: PDF (2054 KB)   下载:( 541 )
摘要
“我们最好把自己的生命看作前人生命的延续,是现在共同生命的一部分,同时也是后人生命的开端。如此延续下去,科学就会一天比一天灿烂,社会就会一天比一天更美好。”
——华罗庚
Q&A

Q&A问答

中国科学院物理研究所
全文: PDF (1498 KB)   下载:( 568 )
摘要
Q&A选自中国科学院物理研究所微信公众号每周五发布的《问答》专栏。受篇幅所限,这些答案难以尽善尽美,欲深度了解其中缘由的读者请同时参阅相关专业书籍。
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