高强度激光与等离子体相互作用中的受激Raman级联散射、光子凝聚以及大振幅电磁孤立子的产生与加速

应用一维相对论电磁粒子模拟程序，详细研究了线性极化强激光入射到无碰撞稀疏密度长等离子体中引起的受激Raman散射、Raman级联散射、级联散射到光子凝聚、以及大振幅电磁孤立子的产生与加速. 通过研究发现：在适当的激光振幅和等离子体状态下，强的光子凝聚现象会导致大振幅电磁孤立子的产生，电磁孤立子可以以静止、向后以及向前加速的形式存在；在密度均匀的等离子体中，电磁孤立子的加速不仅依赖于激光振幅而且依赖于等离子体的长度；电磁孤立子的电磁频率大约为未扰动电子等离子体振荡频率的二分之一左右，孤立子内电磁场的电场具有半周期结构，相应电磁场的磁场以及静电场则具有一个完整的周期结构. 关键词： 粒子模拟 受激Raman散射 Raman级联散射 光子凝聚 电磁孤立子     

尘埃等离子体中非线性波的叠加效应及稳定性问题

研究了小的有限振幅的无磁场尘埃等离子体中的非线性波.在一维情况下由Kortewegde Veries(KdV)方程来描述,考虑了二维情况下尘埃等离子体中尘埃颗粒上电荷的变化效应以及双温度离子效应后,尘埃等离子体受到横向高阶扰动后动力学方程由Kadomtsev-Petviashvili(KP)方程来描述.在此基础上,研究了以任意夹角传播的两个及三个孤立子的相互作用问题,考虑非线性效应后振幅相等的双孤立子在相互作用区域内振幅最大值是单个孤立子振幅的4倍,振幅相等的三孤立子在相互作用区域内振幅最大值是单个孤立子振幅的9倍.研究还表明波的传播方向受到横向高阶扰动后是稳定的.     

尘埃等离子体中非线性波的叠加效应及稳定性问题

研究了小的有限振幅的无磁场尘埃等离子体中的非线性波.在一维情况下由Korteweg de Veries (KdV)方程来描述,考虑了二维情况下尘埃等离子体中尘埃颗粒上电荷的变化效应以及双温度离子效应后,尘埃等离子体受到横向高阶扰动后动力学方程由Kadomtsev-Petviashvili(KP)方程来描述.在此基础上,研究了以任意夹角传播的两个及三个孤立子的相互作用问题,考虑非线性效应后振幅相等的双孤立子在相互作用区域内振幅最大值是单个孤立子振幅的4倍,振幅相等的三孤立子在相互作用区域内振幅最大值是单个孤立子振幅的9倍.研究还表明波的传播方向受到横向高阶扰动后是稳定的.     

强激光与等离子体相互作用中受激陷俘电子声波散射及相空间离子涡旋的形成

应用一维相对论电磁粒子模拟程序，研究了线性极化强激光入射到无碰撞密度均匀的次临界密度等离子体中所引起的受激陷俘电子声波散射不稳定性过程.不稳定性的早期行为与是否考虑离子动力学效应无关.当考虑离子动力学效应之后会激发一个随时间增长的离子声波，并且最终由于大振幅电磁孤立子的产生而中断.由于电磁孤立子内的静电场与电磁场所产生的离子加速与俘获效应，导致一个离子涡旋在离子相空间中形成；当电磁孤立子向后加速过程中，若干个离子涡旋结构随之形成.研究发现，离子涡旋结构同样存在于密度不均匀的次临界密度等离子体中.从拓扑的观 关键词： 粒子模拟 受激陷俘电子声波散射 电磁孤立子 离子涡旋     

关于粒子碰撞和衰变过程中末态粒子的能量最大值──从一道CUSPEA考题的解答谈起

本文讨论计算粒子碰撞和衰变过程中末态粒子的能量最大值问题，给出这种计算一般的方法和结果。     

二维直通道内气固两相流动的实验研究

本文利用频闪激光片光源摄像和图象处理技术，对二维直通道内气固两相流动进行了实验研究，定量测定了固体粒子的运动参数、运动速度、方向．测得了粒子的运动轨迹．并得出一些有价值的结论：在本实验范围内粒子基本上沿直线运动，并处于不断加速的状态；粒子与壁面碰撞的时间极短，反弹角小于碰撞角，反弹速率小于碰撞速率．从而获得了在不同的进口气流速度及不同的通道倾角下固体粒子与固体壁面碰撞的某些规律．得到了粒子与壁面相互作用的关系表达式．为理论计算打下了基础．     

相对论粒子的散射与低速粒子的散射

研究了相对论粒子间散射的规律,推导了相对论粒子间散射的洛伦兹因子公式.结果发现:如果两个粒子的静止质量相同,则粒子在高速时的碰撞规律和低速时的碰撞规律相同,即两个正碰粒子互换速度;如果两个粒子的静止质量不同,则粒子在高速时的碰撞规律和低速时的碰撞规律不同,高速正碰时重粒子将损失大部分能量,轻粒子的速度将接近光速,而不等于重粒子速度的2倍.     

短脉冲强激光在稀薄等离子体中传播时的电磁类孤立子

 采用二维粒子模拟方法，研究了短脉冲强激光在稀薄等离子体中传播时电磁类孤立子的产生和时空演化过程。通过分析电磁场与等离子体波的非线性能量交换和激光场的频率谱结构等，给出了电磁类孤立子形成的基本物理图像，讨论了等离子体参数对电磁类孤立子形成的影响。模拟结果表明：类孤立子的形成是由于局部电磁波振荡频率减小至等离子体频率引起的，初始等离子体密度越高越容易形成空间局域结构。     

相对论运动学在粒子物理学中的应用(二)

4.弹性散射运动学 在一粒子与另一粒子的碰撞中,若只有动能的交换,粒子内部状态并无改变,则称此过程为弹性碰撞或弹性散射. 设质量为m1,动量为p的相对论性粒子沿x方向射向起始静止、质量为m2的靶粒子.碰撞后,入射粒子偏离x方向发生散射,靶粒子则发生反冲(参见图2).称入射粒子散射后的运动方向与入射方向间的夹角θ1为散射角,并称靶粒子反冲方向与入射方向间的夹角θ2为反冲角.设散射后粒子m1的动能和动量分别为T1和p1,粒子m的动能和动量则分别为T2和p2由能量守恒很容易得出,弹性散射过程中动能守恒.即 T=T1 T2(13)式中T为入射粒子的动能.…     

大调制度下光折变运动光栅的微扰分析

利用“跳跃模型”讨论了大调制度下光折变材料对运动干涉条纹的非静态记录过程，给出了描述运动干涉条纹非静态记录时电荷密度波前三阶分量振幅的微分方程，以及前三阶空间电荷场的解析表达式.讨论了前三阶空间电荷场振幅改变量对干涉条纹运动速度的依赖关系，若扩散场不为零但较小时，施加较小的外电场能够实现对空间电荷场高阶分量选择性地增强.若扩散场较大(大于外加电场)，则不能实现对空间电荷场高阶分量选择性地增强. 关键词：     

基态简并聚合物中极化子对的碰撞研究

基于紧束缚的Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型,利用非绝热的动力学方法,研究了基态简并聚合物中空穴极化子和电子极化子的碰撞过程.研究发现,弱电场下两个极化子碰撞分开再相遇形成孤子对,中等强度电场下它们碰撞分开后成为两个准粒子,强电场下空穴极化子和电子极化子碰撞后直接解离.     

酰胺Ⅰ与残基分子间不对称耦合作用下孤立子特性的变化

文内研究了酰胺Ⅰ振动与其前后胺基酸残基分子间不对称耦合对蛋白质分子链上所激发孤立子的能量、动量等特性的影响。结果表明，无论是亚声速孤立子还是超声速孤立子都能被激发，并且这种非对称耦合致使亚声速孤立子的波形振幅、能量及动量增大，孤立子的形成能降低     

低能He~(2+)入射He原子转移电离实验中出射电子成像研究

利用反应显微谱仪对70keV He2+-He转移电离过程中的出射电子进行了成像,研究了出射电子的空间速度分布特征.结果表明:电子主要集中在散射平面内;在散射平面内,电子速度分布介于零与入射离子速度Vp之间(即前向出射)且在散射离子和靶核核间轴处有一极小值,呈现出典型的双峰结构.出射电子的上述分布特征可由出射电子波函数σ振幅和π振幅的干涉进行定性解释,σ振幅和π振幅对出射电子波函数的贡献与碰撞参数相关.在小碰撞参数下,π振幅的贡献更加明显;而在大碰撞参数下,σ振幅的贡献更加显著.     

超高速碰撞产生等离子体云的粒子能量时空分布

为了研究超高速碰撞产生等离子体的粒子能量对航天器电路中元器件的毁伤,获得超高速碰撞产生等离子体粒子能量的时空分布特性是十分必要的。基于超高速碰撞产生稀薄等离子体中带电粒子的运动速度、等离子体的扩散特点,推导出等离子体的粒子能量密度与带电粒子密度及带电粒子运动速度的关系式。进而通过对超高速碰撞2024-T4铝靶实验采集的原始数据分析,利用Matlab编程得到了超高速碰撞2024-T4铝靶产生膨胀等离子体云物理过程中,等离子体的粒子能量密度与带电粒子持续时间及被测点到碰撞点距离的时空分布规律。     

部分子相互作用与√SNN=130GeV Au+Au碰撞中两粒子的横向动量关联

采用蒙特卡罗模型AMPT研究了√SNN=130GeV Au Au碰撞中部分子相互作用对两粒子横向动量关联的影响,结果表明部分子相互作用对两粒子的横向动量关联有重要的贡献.还计算了AMPT模型中√SNN=130GeV Au Au碰撞的两粒子横向动量关联与碰撞对心性的依赖关系并与来自STAR的实验数据进行了比较,发现AMPT的理论预言很好地符合实验数据.     

平面碰撞中快粒子增速问题的几何描述

本文用几何的方法说明平面碰撞中快粒子增速的速度范围，两粒子碰撞时刻相互作用力方向怎样时才能出现快粒子的增速和快粒子增速的概率问题。     

熵与熵变

 在热力学中,为了判断一切不可逆的过程的进行方向,人们引入了熵的概念。熵是一个比较抽象的物理概念,它代表着自然界中所有不可逆过程的一个特有的判断标准。一、熵所量度的物理内容我们依据经典统计力学的观点讨论熵所量度的物理内容。设有一个不受外界影响的孤立系统。这个系统中每个粒子都在做无规则的热运动,粒子间不断地相互作用和碰撞着,大量粒子分布在各自不同的动力学状态。由于这是一个不受外界影响的孤立系统,系统的总能量和粒子数是恒定不变的,变化的只是所有粒子各自不同的动力学分布状态。在不同时刻,系统粒子不同的动力学分布状态对应不同的分布几率Ｐｉ。     

再入飞行器驻点流光辐射特性的理论建模

本文用直接模拟蒙特卡罗法，对再入体驻点区域的流场、光辐射特性进行了研究．针对头部锥体驻点区（包括激波层），建立了流场中的化学反应模型，中性粒子和等离子体的热运动、粒子间碰撞的理论模型，碰撞激发辐射和化学发光辐射的物理模型．给出了样本粒子运动方向和速率、粒子碰撞对的选择等蒙特卡罗法概率模型和计算方法．     

部分子相互作用与(S_(NN))~(1/2)=130GeV Au-Au碰撞中两粒子的横向动量关联(英文)

采用蒙特卡罗模型AMPT 究了(S_(NN))~(1/2)=130GeV Au Au碰撞中部分子相互作用对两粒子横向动量关联的影响,结果表明部分子相互作用对两粒子的横向动量关联有重要的贡献．还计算了AMPT模型中(S_(NN))~(1/2)=130GeV Au Au碰撞的两粒子横向动量关联与碰撞对心性的依赖关系并与来自STAR的实验数据进行了比较,发现AMPT的理论预言很好地符合实验数据．     

部分子相互作用与√sNN=130GeV Au+Au碰撞中两粒子的横向动量关联

采用蒙特卡罗模型AMPT研究了\sqrt{s_{_{\rm NN}}}=130GeV Au+Au碰撞中部分子相互作用对两粒子横向动量关联的影响, 结果表明部分子相互作用 对两粒子的横向动量关联有重要的贡献. 还计算了AMPT模型中\sqrt{s_{_{\rm NN}}}=130GeV Au+Au碰撞的两粒子横向动量关联与碰撞对心性的依赖关系并与来自STAR的实验数据进行了比较,发现AMPT的理论预言很好地符合实验数据.