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物理  
  物理--2019, 48 (3)   发布日期: 2019-03-11

封面故事:本期封面显示的是由北京大学物理学院量子材料科学中心王健与谢心澄科研团队所发现的对数周期的量子振荡。图中的橙色曲线是拓扑材料中电阻随磁场的对数成周期性振荡的量子振荡曲线。图中的小球是
相对论空穴与非相对论电子或负电缺陷组成的相对论量子准束缚态的示意图。这种两体准束缚态满足离散标度不变性,可以很好地解释对数量子振荡的发现。相关研究发表于 Science Advances (Huichao Wang et al. Discovery of log-periodic oscillations in ultraquantum topological mate-rials. Science Advances,2018,4:eaau5096)。这一发现是人类首次在固体材料系统中观测到第三种规律的量子振荡,是量子振荡近90年历史上的新篇章。

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评述

回音壁模式光学微腔传感 Hot!

唐水晶,李贝贝,肖云峰
2019, 48(3): 137-147     全文: PDF (3642 KB)   ( 下载: 1293 )
摘要

回音壁模式光学微腔具有很高的品质因子和较小的模式体积,能极大地增强腔内光场与物质相互作用,已经成为超高灵敏光学传感的优异平台,也是国际学术前沿之一。文章简介了回音壁微腔传感研究现状与热点、微腔传感平台及传感机制原理;着重列举了微腔传感的部分典型应用,例如纳米尺度单个颗粒检测、温度传感、磁场传感、化学气体传感以及压力/应力等物理量传感等;最后对光学微腔传感的研究进行了展望。

环形正负电子对撞机:物理、技术以及现状 Hot!

靳松,娄辛丑,阮曼奇,徐庆金,朱宏博
2019, 48(3): 148-158     全文: PDF (4075 KB)   ( 下载: 1103 )
摘要

环形正负电子对撞机(CEPC)是中国高能物理学界提议建造的、下一代大型正负电子对撞机。CEPC不仅可作为Higgs粒子工厂而运行,也可产生海量的Z玻色子以及W玻色子,进而从Higgs物理、电弱精密测量、味物理和QCD等各个方面对粒子物理标准模型进行全面、细致的验证,并以此来揭示标准模型背后的物理规律。自倡议以来,我国高能物理学界对CEPC项目的物理潜力及其各项关键技术进行了积极的研究,并于2018年11月正式发布了CEPC的概念设计报告。这意味着CEPC项目的初步设计蓝图已经完成。文章在CEPC《概念设计报告》的基础上简介了其物理潜力及相关技术的研究进展。

“三·八”国际妇女节专题

我的一点个人体验 Hot!

李昂
2019, 48(3): 159-160     全文: PDF (1329 KB)   ( 下载: 1072 )
摘要

时间过得非常快,我已经是奔四的年纪了。我的原生家庭比较重视教育,我和弟弟都被默认先读完博士再说。父亲特别注意体育锻炼,高中时候曾亲自辅导我掷铅球。记得他还在某个暑假请了老师教我们弹风琴。家里长辈们字写得好,于是我们从小也被要求练习写字和毛笔字。总之我生长在相对自由、对小孩没有男女差别的家庭。很多从小的习惯和默认的价值观一直影响着我。

吾生也有涯,而知也无涯 Hot!

张欣
2019, 48(3): 161-164     全文: PDF (1651 KB)   ( 下载: 1159 )
摘要

在2018年初的“强磁场与生命健康”的香山会议上,一位前辈提到,若是想从事交叉学科的研究,就要主动到对方的领域中去,这样才能做到真正的交叉。我多年来一直从事生物医学领域的研究,直到2012年夏天加入中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心之后,才开始接触到物理学科。从此慢慢走上了物理和生物交叉之路。

找到更喜欢的自己 Hot!

王博艺
2019, 48(3): 164-167     全文: PDF (1720 KB)   ( 下载: 1105 )
摘要

本科学习已经结束了,回望4年来的成长历程,真的要感谢国科大给了学生自由发展的权利。想修的专业、想选的课程、想去的实验室、想走的地方,都可以自己选择。每个人都有自己的人生,有自己想走的道路,不管进入哪所学校、哪个专业、选修哪门功课,只有不断去体验、去感受,不断勇敢地迈出步伐、作出决定,你的人生、你的道路才会真正属于自己。

这个世界有太多的评判标准,头衔名誉、学习成绩、paper 数量、财富权利,而我只想找到那个内心更加丰富、更加坚定,让我更喜欢的自己。所幸在国科大,我找到了这样的自己……

前沿进展

原位电子显微学探索固体中的离子迁移行为 Hot!

陈树林,高鹏
2019, 48(3): 168-179     全文: PDF (7905 KB)   ( 下载: 1125 )
摘要

离子在固体材料中的迁移是很多应用的基础,包括锂离子电池、存取器件及催化剂等。研究固体材料中的离子迁移行为是固态离子学的核心内容。微观上,固体中离子迁移的行为取决于材料微观结构所确定的局域势垒特征。因此,研究离子迁移行为与微观结构的关联至为重要。文章讲述了具有高空间分辨率的原位透射电子显微镜技术用于锂离子电池材料、阻变存储材料等体系中离子迁移行为的研究现状与发展趋势。

研究快讯

可扩展的量子加速算法演示——基于三维集成芯片的专用光量子计算原型机首次实现 Hot!

唐豪,金贤敏
2019, 48(3): 181-183     全文: PDF (5409 KB)   ( 下载: 1179 )
摘要

专用量子计算,由于可以直接构建量子系统,不需要依赖复杂的量子纠错,因而相对于通用量子计算具有更灵活的实现方式和更高的可行度。一旦能够制备和控制的量子系统达到全新尺度,将可以直接用于探索新物理和在特定问题上推进远超经典计算机的计算能力。量子行走是专用量子计算的一个强有力的工具,它是经典随机行走在量子物理中的一个对应,具有相干性和叠加态的量子特征。量子行走能够将许多特定计算任务对应到量子演化空间的耦合系数矩阵中,展现出加速计算的特征。

物理攫英

单纯的元素,复杂的历史

姬扬 编译
2019, 48(3): 184-186     全文: PDF (1998 KB)   ( 下载: 1115 )
摘要
150年前,门捷列夫绘制了第一张元素周期表。现在的元素周期表已经有一千多个不同的版本,但我们最熟悉的只有一个。

黑洞充当极高能粒子的加速器

徐仁新 编译
2019, 48(3): 187-187     全文: PDF (1444 KB)   ( 下载: 1147 )
摘要
天体物理学家多年来一直怀疑,地面探测到的神秘的极高能宇宙射线(UHECR)可能来自活动星系核(AGN),即星系中心超大质量黑洞。然而,那里粒子的加速机制尚不清楚。最近,一个研究小组通过大规模模拟诠释了一种加速机制。该结果支持UHECR起源于AGN,但也有学者提醒说,要说明质子也能加速至如此高的能量,该模拟还有一定局限性。

用光镊阵列俘获碱土原子

王树峰 编译
2019, 48(3): 188-188     全文: PDF (1475 KB)   ( 下载: 955 )
摘要
人们对量子领域有很多期待,如实现复杂数学问题的量子计算和更敏感的探测器,但真正达到则有赖于有效地制备和控制量子系统。这一系统由可相互作用的多个独立单元构成,如离子、光子、电子对等。中性原子具有可以被精细操纵的优点,同时也可以达到数千原子数目的规模。目前,基于中性原子的工作是在光晶格中展开,其中的原子被单个地约束于激光束干涉形成的节点,相邻间距为半个波长(约500 nm)。同时科学家们也在寻找更灵活的技术和更奇异的系统状态。
量子十问

量子十问之六:量子计算,这可是一个颠覆性的新技术

郭光灿
2019, 48(3): 189-192     全文: PDF (1859 KB)   ( 下载: 936 )
摘要
量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息、运行的是量子算法时,它就是量子计算机。现在或许还无法准确预测“量子计算机时代”何时到来,但在科学家看来,已经没有什么原理性的困难可以阻挡这种革命性、颠覆性产品的诞生。
晶体几何系列

晶体几何系列之二:平面上圆密排定理的证明

曹则贤
2019, 48(3): 193-195     全文: PDF (2202 KB)   ( 下载: 1089 )
摘要
阿克塞尔·图 (Axel Thue,1863—1922),挪威数学家,毕业于奥斯陆大学数学系,曾受名家索菲斯·李的指点,以丢番图方程和组合方面的研究而闻名,被誉为思想与成就皆超前于时代的人。笔者以为,其1910年关于六角密堆积是平面上最有效堆积方式的证明乃是人类历史上最天才的数学证明之一。这个证明不仅简洁、天才、惊艳,最重要的是该证明的哲学、技巧以及相关联的思考具有深刻的启发性意义。
天行见物理

天行见物理之三:浑行无穷

李轻舟
2019, 48(3): 196-199     全文: PDF (2442 KB)   ( 下载: 937 )
摘要
斯人憔悴
济济京城内,赫赫王侯居。
冠盖荫四术,朱轮竟长衢。
朝集金张馆,暮宿许史庐。
南邻击钟磬,北里吹笙竽。
寂寂扬子宅,门无卿相舆。
寥寥空宇中,所讲在玄虚。
言论准宣尼,辞赋拟相如。
悠悠百世后,英名擅八区。
——左思《咏史·其四》
科学咖啡馆

太阳的威胁——中国科学院物理研究所“太阳风暴”主题讨论侧记

龚则周,李淼,魏红祥
2019, 48(3): 200-201     全文: PDF (1574 KB)   ( 下载: 905 )
摘要
太阳,不仅是一个给我们光和热的宁静星球,也是一个随时可能用风暴影响地球的天体。2019年2月25日晚,由科学技术部引进国外智力管理司、中国科学院科学传播局、北京科学技术委员会支持,中国科学院物理研究所承办的第35期科学咖啡馆活动在物理所M楼咖啡厅举行。中国气象局王劲松研究员以科学的视角严谨而风趣地科普了太阳风暴的真正面目。
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