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  物理--2015, 44 (03)   发布日期: 2015-03-12
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评述

普朗克卫星:揭开宇宙深层次的秘密 Hot!

马寅哲
全文: PDF (4938 KB)   ( 20993 )
摘要

文章对宇宙微波背景辐射这一学科做了简单的介绍,并根据普朗克卫星2015年的主要宇宙学结果,重点阐述了测定宇宙学参数、测量引力透镜、测量B-模式极化及其与南极BICEP实验的关系、检验宇宙暴胀模型、检测暗能量模型,以及寻找“丢失的重子物质”等问题,并对观测宇宙学未来的发展进行了展望。

“三·八”国际妇女节专题

物理有戏 游戏物理 Hot!

吴於人
全文: PDF (3914 KB)   ( 7003 )
摘要
回想走过的岁月,我和物理有缘。物理的奇、趣、神让我(自称为“吴姥姥”的小老太)至今仍陶醉不已。我常常对孩子们说,物理有戏呢,让我们尽情地游戏物理吧。

物理路上——每一天太阳都是新鲜的 Hot!

赵建华
全文: PDF (1799 KB)   ( 8139 )
摘要
时间像一个被娇惯透了孩子手里的零花钞票,太不经挥霍,还没有来得及回头从容地望一眼自己从事科研的足迹,转眼就到了知天命的年龄。《物理》杂志约我在“三·八”国际妇女节专题上写篇文章,开始觉得自己的经历比较平淡,恐怕辜负了编辑与广大读者,后来琢磨正好借此机会,梳理自己一路走来的经历,或许能给喜爱物理学科的读者、尤其是年轻的女同胞们一点借鉴的经验。 之前读过一些从事物理研究的女同行们写的自传式文章,受益匪浅。我与她们一样,在中学、大学读书阶段喜爱物理,打下了扎实的基础。对这段经历不费笔墨细述,在这里我想对近二十多年来从事物理研究的经历做些回顾剖析。

物理,给了我一双发现美的眼睛 Hot!

冯雅晴
全文: PDF (1557 KB)   ( 5725 )
摘要
物理学女博士生是什么样子的?上大学的时候,自己会有很多的幻想和憧憬,比如天天穿着实验服穿梭于各个实验室之间,探索着肉眼看不到的纳米世界或者浩瀚广阔的天体、宇宙,没准儿还可以发现一些新奇的现象并且给出科学的解释,就像科幻电影里的科学天才一般,浑身上下都散发着智慧之美。
前沿进展

电子自旋共振扫描隧道显微镜

郭阳,李健梅,陆兴华
全文: PDF (2494 KB)   ( 1040 )
摘要

单电子自旋极有可能发展成为未来信息学的基础。以电子自旋为核心的新型单分子或单原子器件将最终成为基本信息单元,基于单电子的自旋态将有可能构筑未来量子计算机的量子比特。但是,如何实现对单个电子自旋及其相干态和纠缠态的测量和控制,目前仍然是一个很大的挑战。作为调控单个电子自旋的重要实验手段,电子自旋共振扫描隧道显微镜的发展一直备受关注。文章简要介绍了电子自旋共振扫描隧道显微镜的基本概念,阐述了其发展历史和最新进展,归纳了机理探索的研究成果,论述了该设备研发面临的挑战与对策,并对未来的发展和应用做了展望。

实验技术

中子散射: 理解工程材料的必要工具

张昌盛,彭梅,孙光爱
全文: PDF (3677 KB)   ( 14538 )
摘要

在工程材料领域,建立材料内部微结构与宏观性能之间的关系是极具挑战的课题。中子是目前唯一真正意义上的体探针,它能无损地获取材料内部微结构与三维内应力分布。中子衍射应力分析与小角散射技术在工程领域极具应用价值,文章简述了这两种技术的现状、应用与发展趋势。未来将全面建成的中子散射科学装置必将为中国多学科领域用户提供创新平台,并为国家的重要工程领域持续发挥基础作用。

物理攫英

表面原子的自旋

季帅华 编译
全文: PDF (1933 KB)   ( 13488 )
摘要
原子物理和固体物理作为物理学的两个分支几乎是平行发展的。原子物理始于20 世纪20 年代,主要致力于理解气相中原子的光学和磁学性质;而固体物理是在研究材料纯化的过程中成长起来的,并导致了今天的电子器件。这两个领域实验和理论的概念通常大相径庭。如前者通过量子自旋态来描述磁性,而后者是通过能带的形成来解释固体的磁性。

强涡旋电子束

周书华 编译
全文: PDF (1269 KB)   ( 137 )
摘要
如果一束光的波阵面是螺丝锥形的,而不是一系列平面,这种光便具有轨道角动量。在过去的几年中,一些实验者曾指出电子束具有类似的效应,这是由于电子具有波一样的性质。近来,一个研究团队演示了一种强电子束,其所具有的轨道角动量比电子自旋大很多倍。这一现象可用于基础研究和探索磁性材料的特性。

校准百万年的时钟

徐仁新 编译
全文: PDF (1345 KB)   ( 2297 )
摘要

放射性核素铁-60(60Fe)产生于大质量恒星超新星爆发时的核心,其半衰期大约百万年,因此它的丰度可用于追溯百万年前的天体物理事件。例如,科学家们已经根据少量的沉积在深海地壳内的60Fe 追踪历史上太阳系附近的超新星,而这些事件可能曾影响过地球的气候。之前两次最好的60Fe 半衰期测量结果分别发表于1984 年和2009 年,但相差近两倍。如今,一个新的实验解决了这一问题,并促使更多的相关天体物理研究(如恒星内部的核合成过程)。

磁性石墨烯

戴闻 编译
全文: PDF (1345 KB)   ( 3268 )
摘要
新制备的石墨烯片是本征无磁的,然而通过掺杂磁性杂质可以使石墨烯具有铁磁性。不过,掺杂可能破坏石墨烯原本所具有的优异的电子特性。现在,来自加州大学河畔分校的Jing Shi 等已经找到了一条磁化单层石墨烯的替代路径:令石墨烯紧贴在一块磁性绝缘体上。实验者展示,这一方法可使石墨烯成为铁磁体,而同时保持了它原有的高的电子迁移率。
物理学史和物理学家

对玻恩写给彭桓武一封信函的译释

厚宇德
全文: PDF (2596 KB)   ( 9630 )
摘要

玻恩在回忆录中曾高度评价他的第一个中国弟子彭桓武。玻恩说,彭桓武于1947年离开英国,回到中国后,直到1960年才给他写了一封信。事实上,彭桓武先生1950年曾给玻恩写过一封重要信函,建议玻恩来华,并想购买玻恩的全部藏书。遗憾的是,在玻恩的档案中未能找到这封信。但是文章作者看到了玻恩写给彭桓武的回函,并翻译了这封重要回函的全文。文章对玻恩写给彭桓武的这封信函进行了译释,并就其中的几个问题做了讨论,分析了玻恩一生未曾到中国的原因。文章最后展示了玻恩与彭桓武先生20世纪40年代的3张珍贵的合影照片。

物理学漫谈

走近量子纠缠系列之六 纠缠态及实验

张天蓉
全文: PDF (2160 KB)   ( 319 )
摘要
在谈到实验之前,还得顺便提一句,我们在此系列文章中,所谈到的量子纠缠以及推导贝尔不等式的过程,用的都是EPR 佯谬简化了的波姆版。也就是说,我们使用了两个不同的自旋(“上↑”和“下↓”)来表述量子态,这使得问题叙述起来简化很多,因为在这种只有两个离散变量的情况下,单个粒子的量子态,只对应于二维的希尔伯特空间。希尔伯特空间可以理解为将维数扩展到无穷大、变量扩展到复数的欧几里德空间。一个量子态被表示为希尔伯特空间中的一个矢量。单粒子的自旋空间是一个简单的二维希尔伯特空间。如果考虑两个粒子系统的自旋状态,便对应于四维的希尔伯特空间。在爱因斯坦等人的原始EPR 文章中,是用两个粒子的位置及动量来描述粒子之间的“纠缠”。位置和动量是连续变量,可以取无穷多个数值,如此表示的量子态则对应于无穷维希尔伯特空间中的矢量。因而,描述和推导都非常复杂,解释起来也困难多了。为简单起见,我们使用自旋或类似的可数离散变量来描述和解释量子态,包括纠缠态。这种方法称之为“离散变量”的方法。但在实际的物理理论和实验中,描述和制备纠缠态时,也可以使用“连续变量”的方法。连续变量和离散变量的纠缠态,在理论和实验研究上有所不同,而在量子信息的应用方面,也各有其优缺点。

科学和创新是立国之本——兼谈2014年诺贝尔物理学奖

潘国驹
全文: PDF (1124 KB)   ( 9858 )
摘要
2014 年10 月22 日,新加坡总统陈庆炎荣获由英国皇家学会颁发的查理二世国王奖,英国皇家学会是全世界最顶尖的科学学会之一,我受邀出席了这一颁奖盛典。英国皇家学会会长、2001 年诺贝尔生理学和医学奖得主保罗·纳斯教授(Paul Nurse) 致辞时说: 陈总统整个职业生涯都伴随着新加坡的研究与教育转型,他在新加坡科学界有着多重身份。新加坡是全球科学和创新成功发展的典型例子之一。纳斯教授在演讲中也强调了基础科学和数学对人类贡献的重要性。英国皇家学会非常高兴可以认可陈总统对于新加坡今天的科学和教育的贡献。
理学咬文嚼字

物理学咬文嚼字之七十:纷繁的运—动—力学

曹则贤
全文: PDF (1564 KB)   ( 7432 )
摘要

深浅随所得,心知口难传——苏轼《怀西湖寄晁美叔同年》

摘要: Statics,kinematics,kinetics,kinesics,dynamics,再加上仿佛有关的cymatics,dianetics,这些纷乱的学问,还真让人头疼。

书评和书讯

喜读冯端院士和金国钧教授的巨著《凝聚态物理学》

孙鑫
全文: PDF (1312 KB)   ( 425 )
摘要
通俗点讲,“凝聚态”就是大量原子分子聚集在一起形成的物体,诸如磁铁、玻璃、水、金属、塑料等固态或液态的材料。“凝聚态物理”研究这些五花八门的材料的物理属性(如机械强度、传热性、电导率、磁性强弱、发光能力等),找出产生各种功能属性的物理原因和规律,根据这些基本规律开发出了半导体芯片、磁性存储、光纤、固体光源、纳米材料等应用技术,从而为信息时代铺路,改变了日常生活。一句话,“凝聚态物理”是现代高科技的物质基础和创新源泉。科技界普遍关注这一学科的发展,研究人士希望了解并投入其中。
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