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物理  
  物理--2018, 47 (11)   发布日期: 2018-11-12

本期封面图片反映的是爱因斯坦探针(Einstein Probe,EP)卫星的概念设计图。该卫星是中国科学院空间科学先导专项二期部署的空间科学任务之一,是一颗面向时域天文学和高能天体物理的天文探测卫星,发射时间为2022年底。借助仿生龙虾眼光学系统设计,EP卫星能够填补国际上在软X射线波段的大视场、高灵敏度全天监测设备的空白。封面背景图片显示一个黑洞正在通过潮汐引力瓦解接近它的恒星(潮汐瓦解事件,图片来源:Sophia Dagnello,NRAO/AUI/NSF/NASA)。该过程释放的引力能会在黑洞周围形成强辐射场,从而使科学家能够发现该黑洞,并计算黑洞的质量和自旋等物理参数。作为其首要科学目标之一,EP卫星将对全天的黑洞潮汐瓦解事件进行系统性探测,从而探究黑洞的起源、演化和极端引力场环境的物质吸积过程。

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评述

热超构材料十年简史 Hot!

黄吉平
2018, 47(11): 685-694     全文: PDF (2296 KB)   ( 下载: 1483 )
摘要

文章简要介绍了热超构材料自2008年以来的十年发展历程。作者挑选了24篇文章按照出版时间的先后顺序,逐一点评,在呈现新物理和新应用的同时,亦述及人文思想。期望此举有助读者快速了解该领域的全貌及未来发展趋势。

材料性能与应用专题

漫谈半导体材料及异质结器件 Hot!

王海龙,潘东,赵建华
2018, 47(11): 695-703     全文: PDF (2156 KB)   ( 下载: 1486 )
摘要

半导体材料与器件在当代信息社会中扮演着核心角色,相关产品几乎渗透了人类生活的各个角落。文章简要回顾了半导体的研究历史,介绍了半导体材料与相关应用,阐述了半导体异质结器件的工作原理,并展示了半导体自旋电子学及低维窄禁带半导体纳米结构的研究现状与发展前景。

石墨烯的结构、性能及潜在应用 Hot!

钟雨嘉,朱宏伟
2018, 47(11): 704-714     全文: PDF (2982 KB)   ( 下载: 1658 )
摘要

石墨烯是一种二维零带隙半金属材料,近年来受到学术界和工业界的广泛关注。文章将石墨烯合成方法分为固、液、气三类并分别加以讨论,介绍了石墨烯的结构和缺陷特征及其电、光、热、力学等性能。石墨烯的应用研究主要集中在电学、力学、选择性分离膜、基底和生长衬底等方面。

3D打印材料及其应用概述 Hot!

陈双,吴甲民,史玉升
2018, 47(11): 715-724     全文: PDF (2925 KB)   ( 下载: 1251 )
摘要

3D打印材料是3D打印技术重要的物质基础,种类范围主要包括聚合物材料、金属材料、陶瓷材料等。文章首先简要介绍了目前3D打印的各类常见材料,然后分别介绍了它们的特点、性能要求及相关应用情况。最后,结合研究的最新进展,对3D打印新材料及其前景进行展望。

前沿进展

半导体量子点中的杂化量子比特 Hot!

王保传,陈明博,曹刚,郭国平
2018, 47(11): 725-730     全文: PDF (2939 KB)   ( 下载: 1131 )
摘要

文章介绍了半导体新型量子比特——杂化量子比特。通过与半导体量子点中自旋量子比特和电荷量子比特进行比较,阐述了杂化量子比特兼具长相干与快操控的优点。在总结了杂化量子比特发展与现状的基础上,进一步简单介绍了中国科学技术大学中国科学院量子信息重点实验室在改进型杂化量子比特方面的工作成果。

研究快讯

希格斯玻色子最主要衰变过程的发现 Hot!

梁志均
2018, 47(11): 731-733     全文: PDF (1980 KB)   ( 下载: 873 )
摘要
物理攫英

一“波”发现

邵立晶 编译
2018, 47(11): 734-735     全文: PDF (1875 KB)   ( 下载: 853 )
摘要
James Hough教授娓娓讲述了过去30年从建造引力波探测器原型到革命性地发现引力波的故事。

终于看到希格斯玻色子衰变成底夸克

周书华 编译
2018, 47(11): 736-736     全文: PDF (1250 KB)   ( 下载: 1492 )
摘要

50年前,Steven Weinberg和Abdus Salam分别提出了弱相互作用理论。传递弱相互作用的W和Z玻色子必须具有大质量才能解释弱力的短程性。为引入这些质量,Weinberg和Salam 假定W和Z玻色子通过与一种场相互作用而获得质量。这种场是Peter Higgs (希格斯)等早些时候提出的。“希格斯场”的存在意味着希格斯玻色子的存在,经过几十年的寻找,最终在强子对撞机LHC上工作的ATLAS和CMS合作组于 2012年在质子—质子对撞产生的碎片中发现了这种粒子。

构建非晶态固体的理论体系

朱星 编译
2018, 47(11): 737-737     全文: PDF (1270 KB)   ( 下载: 1585 )
摘要

非晶态固体是由原子或者较大颗粒无序堆积而成,但是具有刚性的结构。玻璃、水泥、压实的沙粒,甚至酸奶或者巧克力慕斯都是典型的例子。初看去这些材料好像没有共同点。然而,非晶态固体具有许多共同的力学性能,物理学家多年来一直寻找一种统一的理论,从它们的微结构角度预测其性质。与固体晶体材料不同的是,非晶态材料的刚度与热力学稳定而无内应力的微结构无关。因此,必须探索其他的理论方法。最近,法国巴黎高等师范学院Eric DeGiuli向统一理论方向前进了一步。DeGiuli根据玻璃态和颗粒材料理论,展示了一种用于非晶态固体的普适理论,可以预测应力传递过程。

量子十问

量子十问之二:“爱因斯坦幽灵”能用来实现超光速通信吗?

郭光灿
2018, 47(11): 738-739     全文: PDF (1423 KB)   ( 下载: 1136 )
摘要

大家知道,爱因斯坦对量子力学的发展做出了极其重要的贡献。然而,爱因斯坦并不喜欢“量子世界的概率性”,他不相信上帝会以掷骰子的方式创造世界,尤其不能认同以玻尔为首的哥本哈根学派对量子力学的诠释。因此,他多次与玻尔就量子力学基本问题发生激烈争论,不过每次他都以失败告终。后来,爱因斯坦便改变争论的策略,即从量子力学原理出发,推演出一个十分荒谬的结果,以期来证明,量子力学用于描述世界是“不完备的”,这就是爱因斯坦等人1935年提出的著名的“EPR佯谬”。

物理学漫谈

胡适谈中西学术分道扬镳的关键年代 ——剖析一段中西比较年表

林志忠
2018, 47(11): 740-742     全文: PDF (1776 KB)   ( 下载: 1046 )
摘要
“从望远镜发现新天象(一六〇九年),到显微镜发现微菌(一六七五年),这五六十年之间,欧洲的科学文明的创造者都出来了。” “我们看了这一段比较年表,便可以知道中国近世学术和西洋近世学术的划分都在这几十年中定局了。” —— 胡适《治学的方法与材料》
超导“小时代”

超导“小时代”之三十七:超导之从鱼到渔

罗会仟
2018, 47(11): 743-747     全文: PDF (4683 KB)   ( 下载: 958 )
摘要
临河而羡鱼,不如归家织网。 ——《淮南子·说林训》
科学咖啡馆

望远镜的前世今生——中国科学院物理研究所“天文望远镜”主题讨论侧记

姜畅,李淼,魏红祥 供稿
2018, 47(11): 748-749     全文: PDF (1998 KB)   ( 下载: 856 )
摘要
It's a calm and cloudless night,Come outside with me tonight,And I can show you wonders of the world,To surprise and delight. I've got my telescope with me,Just wait until you see,We'll stand on the Shoulders of Giants.——节选自2009年国际天文年主题曲《Shoulders of Giants(巨人的肩膀)》
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