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物理  
  物理--2021, 50 (8)   发布日期: 2021-08-12

封面故事:量子中继可以解决光纤直接传输的指数损耗问题,实现远程的量子纠缠分发,是构建大尺度量子网络的基础。目前已有的量子中继基本链路的演示均基于发射型量子存储器,其纠缠光子是由存储器本身发射出来的,难以同时支持确定性光子发射和多模式复用存储,从根本上限制了纠缠分发的速率。基于吸收型量子存储器的量子中继可以解决这一问题,其结构同时兼容确定性光子源和多模式复用。近期,中国科学技术大学李传锋、周宗权研究团队利用固态量子存储器和外置纠缠光源,首次实现两个吸收型量子存储器之间的可预报量子纠缠,演示量子中继的基本链路。实验实现了4个时间模式的复用,实测的纠缠保真度达到了80.4%。该研究证实了基于吸收型量子存储构建量子中继的可行性,首次展现了多模式复用在量子中继中的加速作用,为实用化高速量子网络的构建打下了坚实的基础。该工作发表于Nature,2021,DOI:10.1038/s41586-021-03505-3。

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X射线专题

伦琴与X射线的发现 Hot!

曹则贤
2021, 50(8): 497-500     全文: PDF (4273 KB)   ( 下载: 1371 )
摘要

X射线的发现是人类历史上影响最大的事件之一,同其前驱阴极射线的发现一样,都是无心插柳柳成荫的佳话。伦琴为了将阴极射线引出玻璃管外进行研究,用了较高的放电电压且是在黑暗的实验室内进行研究,无意间发现了X射线。伦琴因X射线的发现于1901年获得了第一届诺贝尔物理学奖。X射线为人类带来数不尽的发现和福祉。

X射线物理学 Hot!

邰仁忠
2021, 50(8): 501-511     全文: PDF (10388 KB)   ( 下载: 1266 )
摘要

X射线自1895年被发现以来,为科学研究提供了丰富多样的探测和分析手段。随着以同步辐射为代表的先进X射线光源的出现,X射线实验方法不断发展,已经成为推动前沿基础和应用科学研究突破的重要实验手段。文章从X射线与物质的相互作用出发,简要阐述X射线实验方法如何探测不同的物理研究对象,如局域结构、晶体结构、纳米尺度结构、表面界面结构、电子结构、自旋结构等。最后展望更先进的X射线光源为科学研究带来的机遇。

作为宇宙信使的X射线 Hot!

袁为民
2021, 50(8): 512-525     全文: PDF (21135 KB)   ( 下载: 1272 )
摘要

60年前,里卡多·贾科尼团队用探空火箭首次探测到了来自太阳系以外的X射线辐射,从此打开了人类探索宇宙的一个全新的窗口。与我们所熟悉的可见光天空不同,在“看不见”的X射线宇宙,明亮的发光天体涵盖了黑洞、中子星、白矮星等致密天体,星系团和星系中弥漫的大量不可见的高温气体,以及各种剧烈的灾变事件。它们代表着宇宙中最为奇特的天体和极端的物理条件,如极强引力场、极强磁场和极高温。文章重点介绍最有代表性的X射线源,包括中子星和黑洞X射线双星、超大质量黑洞和活动星系核、星系团,以及伽马暴、超新星和潮汐瓦解恒星事件等爆发天体。

X射线探测器的研究现状与展望 Hot!

侯玉欣,陈明,杨春雷
2021, 50(8): 526-533     全文: PDF (13613 KB)   ( 下载: 1266 )
摘要

X射线影像设备广泛应用于医疗健康、工业无损探测等领域。当X射线穿过不同密度和厚度的人体组织或者工件时,X射线被吸收的程度不同,人们通过X射线强度的变化及分布情况可以诊断一些肉眼不可见的疾病或者检测工件内部各种宏观或微观缺陷的性质、大小及分布。近年来,如何设计空间分辨率更高、X射线使用剂量更低、成本更低的X射线影像设备是各大X射线影像设备公司以及本领域科研人员的研究目标。文章主要从X射线探测器的结构和材料角度出发,回顾了X射线探测器的发展,讨论了不同探测材料对于X射线的吸收以及探测性能,最后展望了X射线探测器的未来发展方向。

前沿进展

缪轻子反常磁矩和北京谱仪实验 Hot!

周小蓉,黄光顺,李海波
2021, 50(8): 535-541     全文: PDF (5661 KB)   ( 下载: 1167 )
摘要

最新的缪子反常磁矩实验测量结果与标准模型理论预言偏离4.2σ,提供了新物理存在的重要证据。然而要确认新物理的存在,实验和理论还需要进一步提高精度。运行在量子色动力学微扰与非微扰过渡能区的北京谱仪实验能够约束缪子反常磁矩理论计算中最重要的误差来源——强相互作用的修正。文章介绍了缪子反常磁矩的实验与理论现状,特别是北京谱仪实验上相关的研究成果,并展望了未来缪子反常磁矩的实验测量与理论计算。

研究快讯

利用飞秒激光实现量子材料中电子维度的操控 Hot!

段绍峰,张文涛
2021, 50(8): 542-544     全文: PDF (6345 KB)   ( 下载: 1104 )
摘要

强激光与多体系统相互作用可以诱导非平衡态的新奇物理现象,例如光致超导、光致亚稳态、光激发相干声子模式和光致拓扑缺陷的产生等。激光脉冲泵浦激发固体材料中的电子提供了一种通过非热诱导产生新颖量子态的手段,可以在飞秒至皮秒级的时间尺度上操控材料的宏观属性。

物理攫英

超级计算机面临的太空挑战

王乔 编译
2021, 50(8): 545-546     全文: PDF (2640 KB)   ( 下载: 1048 )
摘要
宇宙线簇射产生的快中子会导致超级计算机出现各种严重的错误。物理学家们通过实验测定,研究减轻宇宙线影响的方法,同时也能保护自动驾驶和量子计算等方面的安全。

在石墨烯中实现手征对称性破缺

王树峰 编译
2021, 50(8): 547-547     全文: PDF (2078 KB)   ( 下载: 1033 )
摘要
石墨烯的迷人特性源于其原子排列成二维蜂窝晶格。其具有的对称性导致在能量—动量结构中导带和价带相遇形成两个无间隙点,即“狄拉克”点。它们附近的电子能带呈圆锥形,这意味着电子的行为如同无质量的相对论费米子。
贺解思深先生八十寿诞

德以思进 研以深耕

杨国桢
2021, 50(8): 548-549     全文: PDF (2858 KB)   ( 下载: 1013 )
摘要
时光荏苒,岁月如梭。我国杰出的凝聚态物理学家解思深院士迎来八十华诞,作为学长,愿以短文记述他的刻苦钻研和出色成就,彰先师并促后学。

亦师亦友亦榜样——我所熟知的学界泰斗解思深先生

彭练矛
2021, 50(8): 549-550     全文: PDF (3493 KB)   ( 下载: 974 )
摘要
从青丝到白发,我与解思深先生已相识30余年。弹指一挥间,岁月改变了我们的容颜,却从未改变解先生谦逊宽容的品行、脚踏实地的作风以及海纳百川的胸怀。古人有云,以身教者从。解先生之所以能桃李满天下,他的魅力正在于此。

思深终有解——敬贺解思深院士八十寿辰

阎锡蕴
2021, 50(8): 551-552     全文: PDF (6150 KB)   ( 下载: 952 )
摘要
我与解思深先生的结识源自偶然,迄今已近20年。解先生于我既是师也是友。正是他在学科建设战略上的远见卓识,使我有机会从生物医学领域涉入纳米科学研究;而我在纳米酶领域的每一步探索也离不开先生的关怀和支持。解先生的幽默风趣又使我倍感亲切,真情实感地喜欢这个“老顽童”。
物理学漫谈

变程跃迁导电复仇记

林志忠
2021, 50(8): 553-554     全文: PDF (3432 KB)   ( 下载: 1047 )
摘要
半导体工艺和工业改写了半个多世纪以来的人类文明,是一个毋庸置疑更无需再论证的当前事实。有关半导体材料、物理及器件发展故事的报道,汗牛充栋,触目皆是,让人津津乐道。
物理与生活

一种音色“可设计”的二胡

张殿琳,宋小会
2021, 50(8): 555-558     全文: PDF (9416 KB)   ( 下载: 1045 )
摘要
经过近百年来二胡演奏家、制琴师的持续努力,现代二胡的音质、音色,以及表现力已达到空前的高度。它不但在写情、写景、写意方面给人以醇厚、儒雅、内敛的极致美感,艺术家们还在不停地尝试着用它表达各种不同的主题和画面。很多时候这些努力带给我们惊喜。当然,也有时候会略微感觉到它的力不从心。
物理思想进课堂

万象同一理 触类可旁通

陈伟孟,张玉峰,陈征,魏红祥
2021, 50(8): 561-563     全文: PDF (3527 KB)   ( 下载: 957 )
摘要
物理的概念、规律间是存在横向联系的,这种联系既能简化新概念规律的建构过程,又能深化原有的认知,体现物理体系的共性与系统性。将未知的研究对象与熟悉的概念规律进行适切的横向联系,也是我们解决问题、整合体系和创新认识的重要方式。
Q&A

Q&A问答

中国科学院物理研究所
2021, 50(8): 564-565     全文: PDF (2754 KB)   ( 下载: 878 )
摘要
Q&A选自中国科学院物理研究所微信公众号每周五发布的《问答》专栏。受篇幅所限,这些答案难以尽善尽美,欲深度了解其中缘由的读者请同时参阅相关专业书籍。
中国物理学会通讯

关于推荐及评选2021—2022年度胡刚复、饶毓泰、叶企孙、吴有训、王淦昌物理奖的通知

中国物理学会
2021, 50(8): 566-566     全文: PDF (1123 KB)   ( 下载: 797 )
摘要
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