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  物理--2021, 50 (6)   发布日期: 2021-06-12
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评述

无中微子双贝塔衰变:寻找马约拉纳中微子之路 Hot!

韩柯
全文: PDF (8654 KB)   下载:( 1321 )
摘要

无中微子双贝塔衰变是目前粒子物理与核物理学家积极寻找的一种极其稀有的原子核衰变模式。它的发现将验证中微子是否是其本身的反粒子,也就是通常指的马约拉纳费米子。同时这一物理过程破坏轻子数守恒,也可以为宇宙初期的正反物质不对称性提供重要的条件。鉴于其极重要的物理意义,国际上多个实验组利用不同的探测器技术,在多种不同的目标同位素中寻找这一突破粒子物理标准模型的稀有衰变。目前主流实验还未发现确定的无中微子双贝塔衰变信号,但对其半衰期的限制已经达到了1026年量级。国内近期也开展了一系列预研实验,期望在未来几年内可以确定一到两个切实可行的实验方案,开展吨级实验。

中子星研究的过往今来 Hot!

俞云伟
全文: PDF (6580 KB)   下载:( 1317 )
摘要

中子星概念的形成既是人们对物质基本结构认识的一个自然推论,同时也是理解恒星演化的一个必然环节。自1967年通过发现射电脉冲星证实了中子星的存在以来,基于半个多世纪的多波段、多信使观测,人们已经发现了数以千记的多种类型中子星,了解了单个中子星的电磁辐射机制、中子星双星系统的相互作用以及双中子星系统的引力波辐射等等,并在多个方面为中子星的内部物质组分及其状态这一核心科学问题做出了观测限制。

前沿进展

具有感存算一体化的新型神经形态视觉传感器 Hot!

廖付友,柴扬
全文: PDF (8414 KB)   下载:( 1214 )
摘要

传统的数字图像处理系统包括图像传感器与图像处理单元,二者在物理空间上分离,图像信息在其间的传输造成了延时与能耗。此外,数字图像传感器基于“帧”的工作原理,可能丢失一些重要信息,或者造成数据冗余。人类视觉系统提供了一种高效并行的信息处理方式。神经形态视觉传感器能够模拟人类视网膜的功能,同时具备感知光信号、存储信号和进行信息预处理的功能。这类感存算一体化的神经形态视觉传感器简化了人工视觉系统的电路复杂性,提升了信息处理效率,节省了系统功耗。文章总结了传统的数字图像传感器存在的问题,介绍了几种重要的人工神经网络,讨论了新型神经形态视觉传感器的研究进展和存在的问题。

基于金属卤化物钙钛矿材料的高效发光二极管 Hot!

苑帅,沈万姗,廖良生
全文: PDF (6661 KB)   下载:( 1204 )
摘要

金属卤化物钙钛矿半导体既在光伏器件研究中获得巨大进展,又在发光应用中体现出明显优势。金属卤化物钙钛矿半导体的荧光转化效率高、发光峰形窄、发射光谱可调控并可覆盖整个可见光范围,从而使得该类材料所制备的发光二极管有望满足下一代显示技术应用的性能要求。文章在简要叙述发光二极管基本原理的基础上,分别介绍了钙钛矿材料的结构和荧光特性、钙钛矿发光二极管的电致发光特性,以及钙钛矿发光二极管进入实际应用所必须解决的器件寿命、离子迁移和光谱不稳定性等主要技术问题,最后讨论了钙钛矿发光技术所面临的机遇和挑战。

研究快讯

高海拔宇宙线观测站开启“超高能伽马天文学”时代 Hot!

刘佳,曹臻
全文: PDF (4533 KB)   下载:( 966 )
摘要

从古至今,人类对宇宙星空的向往就从未中断,它激发了人类无尽的遐想与不断探索未知的欲望。当我们仰望星空,人类对宇宙的无尽联想与探索就开始了。

量子体系中实现动力学环绕非厄米奇异点 Hot!

荣星,杜江峰
全文: PDF (7746 KB)   下载:( 983 )
摘要

非厄米量子物理具有许多不同于传统厄米量子物理的新奇性质,对量子计算、量子精密测量、拓扑物理等领域产生了重要的影响,成为近年来的研究热点。奇异点是非厄米哈密顿量的能级简并点,在能谱图中,奇异点附近有独特的拓扑结构,引发了一系列新奇的物理现象和应用。对奇异点相关物理的实验研究最早是在光学、波导等经典体系展开的,并取得了诸如单模激光、单向传输、基于奇异点的探测灵敏度提升等重要成果。最近,在量子体系对非厄米哈密顿量的研究也进展迅速,超冷原子、金刚石氮—空位色心、超导、光子等体系都实现了非厄米演化。

物理攫英

抗击算法偏见

卢宏涛 编译
全文: PDF (2994 KB)   下载:( 991 )
摘要
2011年,在佐治亚理工学院读本科期间,计算机科学家Joy Buolamwini发现,她与机器人一起玩躲猫猫这个简单游戏是不可能的,因为这个机器人不能识别她黑肤色的脸。2015年,已是麻省理工学院媒体实验室硕士生的她也在人脸分析软件中遇到了类似的问题:只有当她带上一个白色面具的情况下,系统才能检测到她的脸。这是巧合吗?

探测铅核的中子皮

周书华 编译
全文: PDF (1405 KB)   下载:( 961 )
摘要
在示意图中,用一个球中随机放置的彩球描绘核中的质子和中子。实际上,重核中的中子多于质子,中子被向外排斥。在重核的最外层,中子形成一层薄的“皮”。最近,在美国弗吉尼亚的托马斯·杰弗逊国家加速器装置上的铅半径实验(PREX)合作组确定了铅-208中子皮的厚度,铅-208是中子比质子多44个的稳定同位素。这项工作研究的问题与自然界全部4种基本相互作用以及中子星结构有关,并将对多信使天文学及粒子物理产生深远影响。
物理教育

阿基米德原理与浮力赝势能——在重力势能章节引入浮力之本质解释

高义华,鲁周超,李文川
全文: PDF (4195 KB)   下载:( 1022 )
摘要
阿基米德(公元前287—212年)是一位伟大的科学家(图1),是静态力学与流体力学的奠基人。实际上,他的名字Archimedes很独特,非常适合阿基米德本人。“阿基”(Arche)是原理、规划、第一,“米德”(medes)即头脑、智慧、机智。完整地念他的名字,“Archimedes”就是“第一号头脑”。这位被后世称为最伟大的四位数学家之一的阿基米德,在科学上有众多建树,其中最著名的是人人皆知的冠以其名的计算浮力大小的“阿基米德原理”。
谈书说人

谈书说人之五:朗道参与苏联核武器研究之始末

刘寄星
全文: PDF (13992 KB)   下载:( 981 )
摘要
朗道1929—1931年在欧洲访问学习期间,曾经结识了两位特殊的朋友并与他们有过科学合作。一位是匈牙利人爱德华·特勒(Edwald Teller),此人后来去了美国,积极推动美国政府发展热核武器,成为赫赫有名的美国“氢弹之父”。另一位是他1930年在苏黎世访问泡利时结识的奥地利物理学家鲁道夫·派尔斯,派尔斯不仅把当初朗道、伽莫夫、布隆斯坦等人组成的“爵士乐队”的“桂冠女诗人”叶芙根尼娅·康涅吉塞(Evgenia Kanegisser)娶走,而且早在1939年底就与最早解释了铀核裂变的同胞奥托·弗里施一起,率先计算了铀的临界质量,鼓动英国政府发展原子武器,促成英国的“合金管”核计划。
物理学史和物理学家

Lorenz规范简史

卢昌海
全文: PDF (4261 KB)   下载:( 1012 )
摘要
不知有没有读者看到本文标题会闪出一个念头:“Lorenz”(姑以“洛伦茨”为中译)拼错了,应为“Lorentz”(姑以“洛伦兹”为中译)?本文要谈的正是这“Lorenz”和“Lorentz”之辨。
物理思想进课堂

物理学的“语法”——物理定律的层次结构与物理理论的构建方法

张君可,陈征,魏红祥,张玉峰
全文: PDF (2593 KB)   下载:( 960 )
摘要
物理定律按物理学的语法描述物理符号间的关系,但只是对自然暂定的描述,而不是确定的解释。定律和理论的建构及过程有着垂直的等级结构,其中蕴藏着不朽的科学思维与方法,与定律本身内容相比这些思维与方法更重要。
科学咖啡馆

钠离子电池的前世今生——中国科学院物理研究所“风口上的钠离子电池”主题讨论侧记

秦晓宇,成蒙
全文: PDF (3552 KB)   下载:( 996 )
摘要
1800年3月20日,意大利物理学家亚历山德罗·伏特正式对外宣布他发明了人类历史上的第一个电池——伏打电堆,电池这种能够提供持续而稳定电流的装置历经200余年的发展,不断满足着人们对电力灵活运用的需求。随着人们对可再生能源利用的巨大需求和对环境污染问题的日益关注,近年来二次电池这种能够将电能预先以化学能的形式存储下来的储能技术,在新一轮的能源变革中迎来了新的发展机遇。
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