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  物理--2017, 46 (1)   发布日期: 2017-01-12
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评述

后中微子振荡发现的实验进展与展望 Hot!

陈少敏
全文: PDF (4172 KB)   下载:( 539 )
摘要

2015年诺贝尔物理学奖授予了发现中微子振荡也就是中微子有质量的实验。这个发现是至今为止,粒子物理标准模型——这一得到广泛实验验证的理论中唯一指明存在新物理的明显证据。文章将介绍中微子振荡发现以后主要的中微子实验物理目标、采用的探测技术、实验状况及其未来展望。

光和声的拓扑态专题

二维光/声学拓扑态 Hot!

何程,卢明辉,陈延峰
全文: PDF (2588 KB)   下载:( 351 )
摘要

文章主要介绍光/声学拓扑态的基本概念和研究背景,评述了这一领域中二维体系研究的进展。首先简要回顾了霍尔效应及其与贝利曲率和对称性的关系,接着综合分析了不同对称性条件下的光和声拓扑态,包括光/声量子霍尔效应、Floquet拓扑绝缘体、量子自旋霍尔效应的相关工作,最后讨论了该领域可能的发展方向和前景。

声子晶体中的声谷态输运 Hot!

邱春印,陆久阳,刘正猷
全文: PDF (3463 KB)   下载:( 372 )
摘要

如同自旋电子学中的自旋,固体中的能谷自由度可视为新的信息载体,从而用于未来的电子器件设计。最近,作者将谷态的概念引入到声子晶体中,揭示其涡旋属性并建立激发选择定则。有趣的是,声谷态可由外部声场直接激发,并通过探测声子晶体内外的声场分布展示其极化特性。这种涡旋手性锁定的谷输运将为人们提供全新的声波操控方式。考虑到声和物质的相互作用,也可预期谷涡旋态的其它新奇应用,如旋转操纵微颗粒等。进一步研究发现,存在两类拓扑非平庸的声谷霍尔相,它们之间的界面可以支持拓扑保护的边缘态。研究表明,该边缘态具备各种新颖的性质,如谷选择性激发、边界拐弯抗反射等。

超构材料中的光学拓扑态 Hot!

谭为,陈鸿
全文: PDF (6340 KB)   下载:( 332 )
摘要

拓扑态是当前凝聚态物理中的研究热点,是一种由于整体拓扑效应所导致的全新电子态。近年来,大量理论和实验工作表明,由于拓扑态本质上是一种单粒子波动行为,因此可以在光学体系中找到类比,于是开启了光学拓扑态这一新兴研究方向。光子晶体、光学耦合腔阵列等体系成为重要的拓扑态模拟平台。文章主要以一维Dirac方程体系和二维p波超导体系为例,介绍超构材料(Metamaterials)中的光学拓扑态特性,包括能带翻转、边界态、畴壁、涡旋零能态等典型拓扑行为。

物理攫英

卡尔—古斯塔夫·罗斯贝

杨军、胡永云 编译
全文: PDF (1795 KB)   下载:( 417 )
摘要
卡尔— 古斯塔夫·罗斯贝(Carl-Gustaf Rossby), 瑞典人, 以发现行星波(后来被称为“罗斯贝波”)而闻名,他是20 世纪最有影响、最具创新能力的气象学家。罗斯贝是一个十分活跃、精力充沛的气象学家。在近40 年的职业生涯里,无论走到哪里,他一直处于大气与物理海洋研究前沿的中心位置。他培养了众多学术界精英,并极大地推动了大气与海洋科学的发展。

Physics World 评出2016年度物理学10项突破性进展

戴闻 编译
全文: PDF (2066 KB)   下载:( 701 )
摘要

引力波被直接观察到;薛定谔猫在两个箱中同时生与死;钍-229中发现难以找到的核时钟跃迁;建于芯片之上的新型重力仪——微小但极为灵敏;在石墨烯中发现电子的负折射;物理学家实现超越全同离子的纠缠;新颖显微镜镜头结合高分辨率与大视场;量子计算机首次模拟基本粒子相互作用;单原子发动机。

在超冷原子气中探测声子的兰姆移位

戴闻 编译
全文: PDF (1176 KB)   下载:( 651 )
摘要
根据量子力学,真空不仅仅是空的空间。相反,它充斥着涨落(即:先产生而后瞬间湮灭的虚拟光子),这涨落可以影响到置身其中的粒子。著名的兰姆移位的首次观察是在1947 年,由Willis Lamb(兰姆)和Robert Retherford 完成。在经典的真空中,氢原子中两个本应简并的能级之间会产生微小的能量差异(见图)。这是因为在真空中电磁场的零点涨落扰动了氢原子中束缚电子的位置。该效应的观察对量子力学的发展提出了挑战,当时没有理论解释。

双色光量子比特

王树峰 编译
全文: PDF (1340 KB)   下载:( 442 )
摘要

单个光子可以被置于两种不同颜色的叠加态,这种双色光子的实现将在量子信息处理中发挥重要作用。
光子是光的量子形态,它的发现是量子物理的关键一环。如今在诸如量子计算、安全通信以及精密测量等量子技术中,光子是最重要的基石之一。这些应用通常依赖对光子偏振或空间模式的量子控制。但令人诧异的是,光的颜色(频率)这一最显见的特性却很难在量子水平上加以控制。

物理学史和物理学家

奥本海默——天才的灵魂深处

弗里曼·戴森 著, 陈难先 译
全文: PDF (1440 KB)   下载:( 376 )
摘要

罗伯特·奥本海默(J. Robert Oppenheimer,1904—1967)是著名的美国犹太裔物理学家,曼哈顿计划的主要领导者之一,被誉为美国“原子弹之父”。对于这样一位功勋卓著的人物,历史总是不乏纷纷议论和各色反响。美国著名物理学家弗里曼·戴森(Freeman Dyson)2013 年为Ray Monk 新著《身处高层核心的奥本海默》写下了这篇评论,希望以下摘译能增进《物理》读者对历史的多角度理解和联想。

物理学咬文嚼字

物理学咬文嚼字之八十二:超的冲动

曹则贤
全文: PDF (2277 KB)   下载:( 414 )
摘要

Super-,hyper-,ultra-,transcendental,甚至meta-,在汉语里大都会被译成“超”,间或也有别样的译法。物理学中随处都是超字头的概念。
与今天忙着卖力忽悠民众不同,科学曾经有过一段努力超越前贤的高品味时光。然而,即便是从前,夸张也是科学家们压抑不住的冲动。夸张习惯的后果之一就是在数学、物理中留下了大量的、以夸张性的前缀,如super-,hyper-,ultra-,甚至meta-等,加以修饰的概念。中文翻译多以“超”字对付,偶尔也会用“过”,“外”,“上”等词。

超导“小时代”

超导“小时代”之十五:阳关道、醉中仙

罗会仟
全文: PDF (2618 KB)   下载:( 293 )
摘要

在探索超导材料之路上,也存在这么一条“阳关大道”——氧化物超导体。其中最著名的当属铜氧化物高温超导体,由于其重要性和特殊性,我们将在后续章节单独详细介绍。必须强调的是,在发现铜氧化物高温超导体之前,许多氧化物超导体就已经被发现;在发现铜氧化物超导体之后,同样也有许多氧化物超导体不断被发现。这些氧化物超导体千奇百怪,又似乎存在某些共性,为超导材料的探索提供了广阔且定向的思维空间。此节,让我们一起来扒一扒阳关道上的超导体,以及与之类似或相关的其他氧族(硫、硒、碲)化物超导体。

科学基金

2016年物理科学一处评审工作综述

倪培根, 张守著,陈树琪,熊锐
全文: PDF (1513 KB)   下载:( 280 )
摘要

2016年度基金评审已经结束,本文统计分析了物理科学一处本年度基金申请和资助项目情况,同时对其中出现的一些现象和问题进行分析,将我们一年来的评审工作结果向科技界汇报。基金评审工作离不开科技界广大专家们的支持,在此向支持我们工作的专家们表示感谢!
物理科学一处2016 年共受理各类申请项目3253项,比2015年3178增加了75项,其中面上项目申请数量增加84 项,青年基金申请数量减少了40 项,地区基金申请量增加了13 项。杰出青年基金和优秀青年基金项目申请量有较大幅度增长,分别增长了26项和23项,表现出可喜势头。经初步审查,不予受理项目22项,占申请总数的0.68%,和去年基本持平。经过通讯评议和会议评审,有907 项获得资助,总资助直接费用55354.45 万元。资助项目数量与2015 年度相比有一定幅度下降,减少54 项,资助直接费用减少2011.55万元。表1列出了2016 年各类项目申请、资助和批准经费的详细情况,并与2015年情况进行了对应比较。

书评和书讯

2016 年度值得推荐的物理学新书

《物理》编辑部
全文: PDF (1271 KB)   下载:( 247 )
摘要

内容简介:熵是一个极其重要的物理量,但又以其难懂而闻名。本书将带你追本溯源,寻幽探微,漫游神奇的物理迷宫,领略熵的真谛。本书着重论述熵的基本概念,分别从热力学、统计物理、分子动理论、信息论、非线性动力学、天体物理和宇宙论等不同侧面、不同层次来剖析其蕴含的意义。同时,在宽广的范围内讨论了熵在现代自然科学与技术中的应用,阐明了它所处的地位。本书内容丰富、取材新颖、文笔生动、通俗易懂,可供高等院校学生、中学教师、科技工作者以及科学爱好者阅读。
推荐理由:该书是国家科技进步奖获奖丛书“物理改变世界”丛书中的一种,是我国著名物理学大师冯端院士的科普代表作。“熵”是物理学中一个重要概念,但其含义深邃,往往让人觉得抽象难懂。而这本书深入浅出地描述了“熵”的概念历史,辅以生动的科学漫画, 从不同层次、不同角度剖析了“熵”的方方面面,可读性强,是难得一见的原创优秀科普读物。

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