Physics World揭晓2010年物理学10项重大突破

(1)反氢原子研究的成功:2010年11月下旬,ALPHA国际合作组宣布他们将38个反氢原子俘获在阱中长达170ms之久.这么长的时间足够对反氢原子的光谱特性进行详细的测量.仅仅几周以后,在CERN的ASACUSA合作组宣布,他们在产生适合做光谱研究的反氢束流方面获得重要突破.这两项突破性进展使得首次对反氢原子能级进行详细研究成为可能.反氢     

金属氢的高压合成机理

 从氢原子间及氢分子间的相互作用入手，提出了固体氢中氢分子在高压作用下解离为氢原子，并以氢原子相互结合成金属氢的微观转化过程的机理。用这样的转化机理，可以解释毛河光等关于固体氢的拉曼光谱频率随高压变化规律的实验结果。     

氢原子光谱实验的改进

氢原子光谱实验的改进朱鹤年钱启予路峻岭（清华大学物理系北京１０００８４）（收稿日期：１９９５－１２－２０）有的作者曾引用过这样的评述：“对氢的巴耳末光谱的研究，成为人类文化宝库的重要内容”，因此氢原子光谱实验成了不少大学近代物理实验的首选题目．传统做...     

氢原子光谱的误差特点

氢原子光谱的误差特点收稿日期：１９９７年１１月３日郑章华（广西师大桂林５４１００１）１氢光谱的系统误差氢光谱谱片经过拍摄、冲洗、测片等过程中会出现各种系统误差，如果我们在实验过程中操作规范，许多系统误差可以减小甚至避免。但由于棱镜摄谱仪自身特点，...     

螺旋波激发氢等离子体光谱诊断

利用一套螺旋波激发等离子体化学气相沉积（HWP—CVD）发生装置及发射光谱采集装置，原位诊断了不同入射功率、气压、氢气流量下氢等离子体光谱，研究了激发态氢原子的变化情况、氢分子振动温度的变化和激发态氢分子的相对分布。结果表明：     

用光学多道分析器测定RH的不确定度评定

本文使用光学多道分析器测定了氢原子光谱的计Hα、Hβ、Hγ、Hδ,谱线波长,利用最小二乘法处理测量数据：建立了测量数学模型,得到氢原子光谱里德伯常量RH,按国家计量技术规范JJF1059—1999标准对测量的不确定度进行了分析与评定。     

光谱法研究氢等离子体循环机制

利用多道光学分析仪测量Hα线形分布,从线形的分布推出再循环的氢原子主要来源于离子中性化后的反射和氢分子的离解。通过双高斯拟合H_α线形分布,由多普勒频移得出了氢原子的入射速度。从氢原子能量分布上的特征峰得出氢分子的离解方式主要是电离和直接离解。     

尤里（Urey，Harold Clayton，1893—1981）美国化学家（Chemist，America）

尤里是牧师的儿子，1923年在加利福尼亚大学攻读博士学位，1929年成为哥伦比亚大学的教师。在尤里看来，普通氢的蒸气压应该大于重氢的蒸气压。这就是说，如果使一定量的液体氢蒸发，则普通氢原子容易逸出，最后小部分液体中重氢的含量将比原来液体中的含量要丰富些。因此，尤里用缓慢步骤将4000mL液体氢蒸发到1mL，然后研究最后剩下部分氢的光谱。     

H-D光谱实验的计算机仿真

对H-D光谱实验进行计算机仿真,由计算机控制的摄谱仪进行氢氘光谱摄谱,对谱线寻峰,计算出里德伯常量、氢氘质量比和同位素位移,并画出了氢原子的能谱图.     

瑞利散射测量氢团簇尺寸实验

具有液氮温度和适度压强的氢气通过S99阀门Laval喷嘴进入真空，经超声绝热膨胀形成团簇。本实验用瑞利散射法测量氢团簇尺寸随阀门背压强的变化曲线。当背压为1．0MPa时，每个氢团簇平均包含250个氢原子。     

Study of the far wing of the Balmer α line of hydrogen perturbed by collisions with protons

The theory of the Balmer α line of atomic hydrogen perturbed by collisions with protons predicts quasi-molecular satellites in the line wing due to H-H⁺ collisions. Measurements of the spectrum of a laser-produced plasma confirm the existence of the strongest of these features. <     

与氢原子有关的原子光谱跃迁问题

本文以氢原子为例,阐述了玻尔的氢原子理论及引入相对论效应及量子理论后氢原子光谱的精细结构和超精细结构。同时,进一步在理论上深入探讨谱线精细结构、跃迁概率、谱线轮廓、谱线强度对原子光谱跃迁的影响,更深入地理解了原子光谱跃迁问题。     

A collision-induced satellite in the Lyman profile due to H-H collisions

We present a theoretical profile of the Lyman line of atomic hydrogen perturbed by collisions with neutral hydrogen atoms and protons. We use a general unified theory in which the electric dipole moment varies during a collision. A collision-induced satellite appears on Lyman , correlated to the asymptotically forbidden transition of H₂. As a consequence, the appearance of the line wing between Lyman and Lyman is shown to be sensitive to the relative abundance of hydrogen ions and neutral atoms, and thereby to provide a temperature diagnostic for stellar atmospheres and laboratory plasmas. Received 15 January 2000 and Received in final form 17 May 2000     

Floquet study of ionization and high-order harmonic generation for a hydrogen atom in high-frequency laser fields

In this paper, we investigate the dynamics of a hydrogen atom in high-frequency (several atomic units) super strong (up to several tens of atomic units) laser fields within the high frequency Floquet theory framework. The ionization rate, ionization spectrum, angular distribution and high-order harmonic generation are all investigated. Our studies reveal the universal behavior of the total ionization rate, excess-photon ionization spectrum and angular distribution of the ionization rate in the stabilization regime, and achieve a deep insight into the dynamics of high-order harmonic generation in the stabilization regime. Received 6 June 2001 and Received in final form 31 August 2001     

利用色散关系拟合氢原子光谱定标曲线

本文介绍了如何利用折射率的洛伦茨色散关系拟合氢原子光谱实验的定标曲线的方法。通过引入这种处理方式,提高了数据处理的科学性和严谨性,同时能更深刻地理解了氢原子光谱实验中的实验现象。     

空气及水汽的激光诱导击穿光谱特性实验研究

以大气颗粒物测量为目标,实验研究了作为背景的空气分子的激光诱导击穿光谱(laser induced breakdown spectrometry, LIBS),以NIST原子发射谱线数据库为参考,对其中的O,N,H等主要元素的特征谱线进行了标识。研究了CCD光谱仪实验参数对空气等离子体发射谱线的影响,得出积分延时大于7 μs时可以较好地减小空气分子所产生的干扰谱线,积分时间宽度大于仪器最小值(1. 1 ms)时对谱线信号强度影响较小等结论。还研究了水汽的激光诱导击穿光谱,分析了O,N,H等元素的发射谱线信号强度的变化,发现H的发射谱线信号强度与水汽含量之间具有很好的线性关系。这些结果对于在大气环境条件下,对大气颗粒物的识别具有重要的指导意义。     

氢及类氢离子光谱精细结构理论计算的改进

原子光谱数据是研究原子结构的重要参数,氢及类氢离子是原子物理和量子力学研究的理想体系.通过对氢及类氢离子光谱精细结构数据的研究发现,需要对Dirac提出的有关理论公式进行改进.本文在考虑了电子的自旋角动量与轨道角动量的耦合作用后,通过对Bohr理论中的电子运动角动量的修改,推导出单电子体系的电子速度公式,结合对Schr dinger的原子轨道能级表达式相对论效应修正,从而得出本文的氢及类氢离子光谱精细结构值的理论计算公式,应用此改进公式,所得的计算值与实验观测值符合得很好,计算结果也反映了氢及类氢离子光谱精细结构数据变化的规律性.     

Highly monochromatic fluorescence via simulation of vacuum-induced coherence

It's shown that the incoherent fluorescence spectrum from a three-level Λ atom with orthogonal atomic transition dipole moments is comprised of a single ultrasharp line by simulating the vacuum-induced coherence (VIC), and the line is on resonance with the driving field. The physical interpretation of the spectral characteristics is given in terms of dressed states.     

Resonance fluorescence spectrum of a three-level atom driven by coherent and stochastic fields

The dressed-state populations and the resonance fluorescence spectrum of a V-type three-level atom driven by a strong coherent field and a weak stochastic one simultaneously are investigated. There can be significant population inversion due to the effect of the stochastic field. The atomic resonance fluorescence spectrum can be controlled by adjusting the frequency difference between the coherent field and the stochastic one and the coherent Rabi frequency. Peak suppression and line narrowing occur under appropriate conditions. Received 23 June 2000 and Received in final form 18 January 2001