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  物理--2021, 50 (11)   发布日期: 2021-11-12
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阿秒科学与技术专题

强场亚周期光脉冲研究 Hot!

杨煜东,魏志义
全文: PDF (6630 KB)   下载:( 1274 )
摘要

强场亚周期光脉冲的产生是未来激光光源发展所追求的先进内容之一,其不仅标志了超快激光技术的前进方向,并且将开启新型强场光与物质相互作用研究的大门。作为当前强场物理研究的一个重要课题——阿秒脉冲技术,强场亚周期光脉冲的出现将带给它新的发展机遇。强场亚周期光脉冲不仅可以直接产生极紫外波段孤立阿秒脉冲,而且其光电场的可裁剪性能够用来优化阿秒脉冲的产生。然而,亚周期光脉冲对应的超宽带光谱,使强场亚周期光脉冲的产生面临很大的挑战性。将多个中心波长不同的少周期超短脉冲进行合并的光场相干合成技术是实现强场亚周期光脉冲的有效技术。文章将介绍亚周期光脉冲的研究进展,着重描述基于光场相干合成技术的强场亚周期光脉冲产生方法。

二维材料高次谐波及光波电子学 Hot!

刘灿东,曾志男,李儒新
全文: PDF (5986 KB)   下载:( 1268 )
摘要

超短超强激光驱动固体介质产生高次谐波辐射受到了人们越来越多的关注。固体高次谐波产生于亚光周期电子运动,它提供了在极短时间尺度上研究光与固体材料高阶非线性相互作用的全新视角。与原子分子相比,组成固体材料的原子晶格具有平移对称性,因此固体高次谐波会呈现出特有的规律。相较于块体材料,二维材料独特的电光特性可以为高次谐波产生带来全新的特点,文章重点介绍几种二维材料高次谐波及其在光波电子学方面的研究进展。

强场超快激光驱动的液体高次谐波研究 Hot!

曾爱武,卞学滨
全文: PDF (8400 KB)   下载:( 1223 )
摘要

强场超快激光与自然界四种物态(气体、固体、液体、等离子体)的物质非线性相互作用,均可辐射出光子能量为基频光几十甚至上百倍的电磁波,即高次谐波。高次谐波是强场物理领域一个非常重要的研究方向,是阿秒科学的基石。目前,气体、固体和等离子体高次谐波的研究已比较深入,其产生的实验条件和相关的物理机制较为清楚,而液体高次谐波的发展较为缓慢。由于液体体系的复杂性,实验和理论研究都具有很大的挑战性。文章将回顾液体高次谐波领域的实验进展,并从统计学的角度出发,介绍作者在相关物理机制的理论探索方面的结果,展望液体高次谐波领域未来的发展前景。

阿秒精度的定时控制与前沿应用 Hot!

武子铃,宋有建
全文: PDF (15111 KB)   下载:( 1203 )
摘要

精密的定时控制在探索前沿科学过程中不可或缺,它是先进科学探测装置在极限条件下高性能工作的重要保障。阿秒精度的定时控制技术,为科学探测装置实现更精细、更快速、更高能量、更高分辨率的观测提供了有力的技术支撑。文章介绍阿秒抖动的光学主时钟发生器,阿秒精度的定时信号向光学、无线电信号源的分发技术,以及长链路的高精度时间误差补偿技术的科学原理,并介绍了这些前沿技术在X射线自由电子激光器、超强超短激光装置、大规模射电望远镜阵列中的应用。

前沿进展

看不见的“手”——声辐射力及其应用 Hot!

臧雨宸,林伟军,苏畅
全文: PDF (12666 KB)   下载:( 1170 )
摘要

声波是在弹性介质中传播的经典机械波。当声波在物体表面发生反射、折射、散射等效应时,会与物体产生动量与能量的交换。这种交换在宏观上表现为声波对物体施加力的作用,称为声辐射力,瑞利和朗之万两位科学家正是声辐射力的最早发现者。经过一百多年的探索,声辐射力的基本理论和研究方法已经得到极大的丰富和发展,成为声学的前沿与热点问题。与此同时,在生物医学、材料科学、纳米科学等领域,基于声辐射力的无损精准操控技术正受到越来越多的关注,展现出巨大的应用前景。

物理学史钩沉

黑体辐射公式的多种推导及其在近代物理构建中的意义(Ⅰ) Hot!

曹则贤
全文: PDF (3622 KB)   下载:( 1289 )
摘要

黑体辐射是近代物理史上一只会下金蛋的鹅,是近代物理的摇篮。黑体辐射研究的意义还在于这是唯一一个涉及ckh三个普适常数的物理情景。黑体辐射谱抗测量误差的特性带来了辐射标准和绝对温度参照,谱分布公式对模型的不敏感则使得黑体辐射成为独特的物理研究母题。黑体辐射谱分布公式,普朗克多角度推导过,德拜推导过,艾伦菲斯特推导过,劳厄推导过,洛伦兹和庞加莱深入讨论过,泡利推导过,玻色推导过,爱因斯坦在20多年的时间里多角度推导过且产出最为丰硕,近代还有从相对论角度的推导,每一个角度的推导都带来了物理学的新内容,这包括量子力学、固体量子论、受激辐射、量子统计、相对论统计,等等。认真回顾黑体辐射研究的历史细节,考察其中的思想概念演化,不啻于体验一次教科书式的学(做)物理之旅,比如也可以尝试给出能量局域分立化的简单新证明。

研究快讯

多拓扑荷“磁束子”的发现 Hot!

汤进,田明亮,杜海峰
全文: PDF (6989 KB)   下载:( 1014 )
摘要

当今信息爆炸的时代得益于信息存储技术的快速发展。磁存储是当今的主流信息存储技术之一,存储了全球大约70%的数据。在以机械硬盘为代表的磁存储器中,自旋向上和向下的反平行排列的磁状态被用来代表二进制数据比特“0”和“1”。机械硬盘的盘面就分布了高密度的不同取向的磁畴,通过悬浮在盘面上读头的高速机械转动来实现数据的读写。现如今,我们花几百块钱就可以买到一个2.5英寸大小的2 Tb容量的机械硬盘,即该硬盘中可以存储2 万亿个数据比特(磁畴状态)。然而,受限于硬盘中采用机械运动来实现数据寻址的方式,硬盘存储器的速度较慢,这无疑制约了其进一步发展。如今,探索新型磁材料及结构,构筑高速度存储器已经成为各国材料信息领域的研究重点。

物理攫英

在宇宙中搜寻外星文明的技术印迹

邓舒夏,苟利军 编译
全文: PDF (3498 KB)   下载:( 805 )
摘要
1802年,年轻的德国数学家高斯(Carl Friedrich Gauss)提出了一种让未来火星人知道我们地球人类存在的方法:在西伯利亚森林中开垦一大片土地,种上小麦,然后创造出一种类似毕达哥拉斯定理(译者注:即勾股定理)的图案。大约80年后,Lowell Observatory天文台的创始人,天文学家Percival Lowell支持在火星上发现了运河的观点,他建议在撒哈拉沙漠挖掘我们自己的运河,在运河里装满石油并点燃它们,从而吸引火星居民的注意。

研究D介子混合

周书华 编译
全文: PDF (1713 KB)   下载:( 805 )
摘要
新粒子可在高能粒子碰撞中直接产生,另一种寻找新粒子的途径则涉及量子力学过程。在这个过程中,一个粒子转变成自己的反粒子,然后再转回来。这种现象称为混合,可以在中性介子中发生,首先于1950年在K0介子中被观测到。混合会受到介子振荡过程中耦合到的其他粒子的影响,从而可能发现这些粒子。

博弈论建模与经济演化研究

戴闻 编译
全文: PDF (1703 KB)   下载:( 806 )
摘要
一个博弈论模型预测,随着经济规模的增加,会出现“卡特尔”(cartels,企业协调联合会)现象。最近,西班牙国家生物技术中心的Luís Seoane通过将经济建模为一个代理商可以操纵的“游戏”系统,着手解决相关问题。研究揭示,随着其复杂性和规模的增加,经济经历一系列的转变,“卡特尔”先形成,然后解散。虽然这些转变似乎意味着经济发展最终将使经济更加公平,但Seoane表明,如果一个经济的规模不能跟上其日益复杂化的步伐,财富分配就会出现大幅波动,导致不平等急剧上升。
物理学史和物理学家

怀念鲍家善先生

都有为
全文: PDF (2916 KB)   下载:( 956 )
摘要
鲍家善先生1918年4月生于北京,原籍江苏省苏州市。1940年,他从燕京大学物理系毕业留校工作;同年被推荐到美国圣路易斯华盛顿大学物理系读研, 仅3 年时间,于1943年获得博士学位;1945年8月回国,27岁即任南开大学物理系主任。1948年12月从天津返回上海,陪父母赴台湾;1949年1月从台湾回来, 3月份在吴有训先生、施汝为先生推荐下任职国立中央大学;1952年并校后,在南京大学物理系任教授、副系主任。
量子多体中的呐喊与彷徨

量子多体中的呐喊与彷徨之十一无愁河上的浪荡汉子们

孟子杨
全文: PDF (4382 KB)   下载:( 958 )
摘要
这个题目乍一看有点儿戏谑,甚至有些许少儿不宜的味道,其实《无愁河的浪荡汉子》是木刻家、画家、作家黄永玉在80多岁时开始写作的以自己为原型的人生自传,目前已经出到第三部。
物理思想进课堂

物理学认识路径的构建

张玉峰,陈征,魏红祥,姚建欣
全文: PDF (2547 KB)   下载:( 887 )
摘要
物理学认识路径是物理学的重要组成部分,也是物理学习的重要内容。物理学认识路径是从物理学视角对现象情境中所反映的客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识过程中所使用的系统化思维模式。物理学认识路径模型是主要由问题表征、认识对象、认识角度、认识方式四个相互关联的要素构成的系统。以伽利略对自由落体运动的研究,初步检验了物理学认识路径的合理性。
中国物理学会通讯

2020—2021年度中国物理学会各项物理奖获奖名单及介绍

中国物理学会
全文: PDF (3362 KB)   下载:( 833 )
摘要
经各项物理奖评选委员会评审,中国物理学会物理奖基金委员会审议,决定授予中国科学院物理研究所白海洋研究员和吉林大学刘冰冰教授2020—2021年度中国物理学会谢希德物理奖;授予南京大学缪峰教授和清华大学周树云教授2020—2021年度中国物理学会黄昆物理奖;授予中国科学院上海技术物理研究所胡伟达研究员和华东师范大学曾和平教授2020—2021年度中国物理学会萨本栋应用物理奖;授予中国科学院物理研究所范桁研究员和中国科学院大学乔从丰教授2020—2021年度周培源物理奖。
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