Reissner-Nordstroem de Sitter黑洞的量子隧穿效应

运用Parikh的量子隧穿模型，研究了Reissner—Nordstrom de Sitter黑洞的量子隧穿效应。结果表明，在能量守恒的条件下，黑洞外视界和宇宙视界处的粒子出射率与Bekenstein—Hawking熵有关，辐射谱不再是严格的纯热谱。     

带电带磁粒子的量子隧穿辐射

运用Parikh-Wilczek的半经典量子隧穿法,计算了带电带磁粒子穿过黑洞视界时的量子隧穿辐射谱.以带有时空拓扑缺陷的双荷Reissner-Nordstrǒm黑洞为例进行研究,计算结果表明带电带磁粒子的出射过程满足么正性原理,支持Parikh-Wilczek的结论,出射谱不再是纯热谱. 关键词： 黑洞 Hawking辐射 量子理论     

带有整体磁单极子的Barriola-Vilenkin黑洞时空中静质量不为零的粒子的量子隧穿辐射

利用量子隧穿方法研究了带有整体磁单极子的Barriola-Vilenkin黑洞时空中静质量不为零的粒子的隧穿辐射，计算出量子隧穿辐射谱与Bekenstein-Hawking熵变有关，且与无质量粒子的出射率具有相同函数形式，所得结果满足幺正性原理. 关键词： Barriola-Vilenkin黑洞 Painlevé坐标 能量守恒 量子隧穿辐射     

黑洞的Hawking辐射

运用Damour-Ruffini方法研究黑洞的Hawking辐射.在保持时空中总能量守恒的条件下,考虑辐射粒子对时空的反作用后,得到了黑洞视界处粒子出射率与Bekenstein-Hawking熵有关,辐射谱不再是严格的纯热谱.所得结果与他人的工作一致,且满足量子力学的幺正性原理. 关键词： Damour-Ruffini方法 Hawking辐射 能量守恒     

Damour-Ruffini方法和Reissner-Nordstrom黑洞的非热Hawking辐射

利用Damour-Ruffini方法研究了Reissner-Nordstrom黑洞的Hawking辐射，在考虑辐射能量对背景时空反作用的情况下，发现辐射谱不再是理想的热谱. 得到的修正后的Hawking辐射谱，有可能从黑洞中带出信息，进而用来解释黑洞信息丢失佯谬问题，同时满足量子理论的幺正性. 这里的讨论不仅适合于无静止质量的粒子，而且适合于有静止质量的粒子；不仅适合于标量粒子，而且适合于Dirac粒子；具有广泛的适用性.     

静态 dilaton 黑洞中带电磁荷粒子的隧穿效应

利用Parikh 和 Wilczek的隧穿模型,在Gibbons-Maeda dilaton 黑洞时空中,通过计算带有电荷和磁荷的粒子在事件视界上的隧穿概率,研究了该黑洞的Hawking辐射.在粒子的隧穿过程中,强调了时空的能量守恒和电磁荷守恒,考虑了隧穿粒子对背景时空的反作用.计算表明,在Gibbons-Maeda dilaton 黑洞时空中,带电磁荷的粒子通过事件视界的隧穿概率取决于粒子出射前后黑洞熵的变化.这表示,黑洞辐射过程中可以满足信息守恒和量子理论的幺正性. 关键词： 黑洞 霍金辐射 量子理论     

黑洞量子隧穿过程的时间

讨论了弯曲时空中黑洞量子隧穿的时间.在假定了黑洞量子隧穿是一个瞬时过程的情况下,通过利用WKB法得出了有静止质量粒子的量子隧穿辐射谱.该辐射谱表明对于在黑洞视界处有静止质量粒子的出射也满足量子力学中的幺正性原理,支持Parikh-Wilczek的结论.结果的合理性表明,在黑洞视界处的量子隧穿过程可以看成是一个瞬时过程.     

Reissner-Nordstr?m de Sitter黑洞的量子隧穿效应

运用Parikh的量子隧穿模型，研究了Reissner-Nordstrm de Sitter黑洞的量子隧穿效应.结果表明，在能量守恒的条件下，黑洞外视界和宇宙视界处的粒子出射率与Bekenstein-Hawking熵有关，辐射谱不再是严格的纯热谱.     

探讨黑洞Hawking辐射的新方法——量子统计法

将黑洞看作由裸黑洞和二维热力学面(黑洞的视界)组成的正则系综,利用量子统计方法给出黑洞Hawking 辐射的能量谱.找到黑洞辐射温度与熵的关系. 关键词： Hawking辐射 正则系统 量子统计     

Reissner-Nordström de Sitter黑洞的量子隧穿效应

运用Parikh的量子隧穿模型,研究了Reissner-Nordstr(o)m de Sitter黑洞的量子隧穿效应.结果表明,在能量守恒的条件下,黑洞外视界和宇宙视界处的粒子出射率与Bekenstein-Hawking熵有关,辐射谱不再是严格的纯热谱.     

Distribution of micrometer-size particles in magnetic fluids in the presence of steady uniform magnetic field

In this paper, distribution of suspended micrometer-size particles in magnetic fluids is investigated. Microstructure formation of particles in magnetic fluids is simulated by using the discrete particle method based on the simplified Stokes dynamics. Not only magnetic particles but also nonmagnetic particles are rearranged in the field direction and form chain-like clusters due to the apparent magnetization in magnetic fluids in the presence of magnetic field. When the diameter of nonmagnetic particles is smaller than that of magnetic particles, nonmagnetic particles move into the empty space of microstructure of magnetic particles, and they are rearranged in the field direction. Uniformity of distribution of particles on the plane perpendicular to the field direction is maintained even after microstructure formation.     

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.     

利用激光光梯度力消除气溶胶雾霾粒子的机理研究

针对气溶胶雾霾粒子在大气流中所受力的平衡体系(旋转升力平衡重力, 粒子与粒子之间依靠斥力形成稳定的网状的力平衡体系)的问题, 提出了用激光光梯度力破坏力平衡进而消除雾霾的新机理. 首先, 根据牛顿第二定理, 得到了粒子所受力的非线性方程组, 应用Runge-Kutta 法积分求解了雾霾颗粒在大气流中所受的主要力(空气曳引阻力、范德瓦耳斯斥力、旋转升力)的数值, 成功验证了西安市2013年12月17-25日、2014年2月20-26日两次雾霾检测试验结论: 在雾霾过程中, 粒径在0.5-0.835 μm径段的粒子数浓度增加最明显. 其次, 在雾霾粒子形成的均匀介质中, 计算了激光光梯度力的大小. 研究发现, 激光光梯度力的数量级恒大于雾霾颗粒所受主要力的数量级, 激光光梯度力完全可以破坏雾霾颗粒所受力的平衡体系. 因此, 用激光光梯度力消除雾霾是可行的, 这种新的解决雾霾的方法对人们的实际生活、环保及创建美丽的蓝天具有非常重要的意义.     

Facile Fabrication of Anisotropic Colloidal Particles with Controlled Shapes and Shape Dependence of Their Elastic Properties

A facile technique with only one step for fabrication of anisotropic colloidal particles at the air/water interface is demonstrated. Anisotropic colloidal particles with controlled shapes can be easily obtained by tuning the incubation time in solvent vapor at room temperature. The formation of separate anisotropic particles is attributed to the lateral stretch on the particles by the interfacial forces and repulsion among the neighboring particles by the generation of the polymer solution flows. To further explain the proposed formation mechanism of the colloidal particles with shape anisotropy, an in situ experiment is designed for direct observation of the arrangement change of the colloidal particles. This fabrication technique is general and applicable to polymer colloidal particles with various initial sizes ranging from microscale to nanoscale. Moreover, the elastic properties of the anisotropic colloidal particles are measured which exhibit a prominent change with different shapes and the change trend of the elastic moduli is similar for particles with different original sizes. This work provides a versatile approach for fabrication of anisotropic colloidal particles with tunable shapes and sizes and establishes the interplay between particle shape and elastic property, which is much valuable for further research on the effect of particle parameters on drug delivery process.     

非球形椭球粒子参数变化对光偏振特性的影响

针对自然界中多数沙尘、烟煤粒子的非球形问题, 在球形粒子偏振特性的基础上, 进一步研究非球形椭球粒子的折射率、有效半径、粒子形状等参数变化对光偏振特性的影响, 采用基于T矩阵的非球形粒子仿真方法, 模拟非偏振光经椭球粒子传输后光的偏振特性及其与球形粒子间的差异, 并以实际沙尘、海洋、烟煤三种气溶胶粒子为例说明结果的正确性. 结果表明: 当折射率实部越小, 虚部越大时, 球形粒子与非球形粒子的偏振差异越不明显; 当粒子有效半径增加时, 球形粒子偏振度的变化比非球形粒子更为明显, 且最大值分别出现在散射角为150°和120°的位置; 当粒子形状不同时, 不同形状椭球及球形粒子的差异在散射角小于60° 时并不明显, 且当椭球粒子纵横比互为倒数时, 两种粒子的偏振特性近似相同. 通过以上分析可知, 在光传输过程中, 椭球粒子多数情况下无法被近似为球形粒子进行计算.     

随机取向群聚椭球粒子光散射特性研究

利用离散偶极子近似方法,考虑单元粒子之间的电磁相互作用,数值计算了随机取向的不同尺度参数、不同纵横比的群聚椭球粒子的缪勒矩阵元素,给出了各个缪勒矩阵元素的角分布曲线,探讨了随机取向的群聚椭球粒子的尺度参数、纵横比、基本粒子相对位置对其缪勒矩阵元素的影响。并将随机取向群聚椭球粒子的光散射特性与单个等效球形粒子的数值结果进行了比较。结果表明,随机取向群聚椭球粒子的光散射特性与等效球形粒子的光散射特性存在很大差别,基本粒子的形状越偏离球形,这种差别就越大; 随机取向群聚椭球粒子中椭球粒子的纵横比和相对位置对整个群聚粒子的缪勒矩阵元素存在不同程度的影响,并且此影响随着粒子尺度参数的增大而变得更加显著。     

Pinning effect of different shape second-phase particles on grain growth in polycrystalline: numerical and analytical investigations

The pinning effect of different shape second-phase particles on the grain growth in polycrystalline structures is numerical simulated by the phase-field method. Simulation results indicate that the average grain size is highly dependent on the shape and distribution of the second-phase particles, and the shape effect of particles on grain growth restraining is enhanced with increasing numbers of particles. In order to discuss the relation between the constraint grain growth and the second-phase particles, pinning forces induced by different shape particles are theoretically calculated via the Zener pinning theory. The calculated pining forces indicate that the maximum pinning force is highly dependent on the contact mode between grains and particles, and the distance between particles has a significantly influence on the pinning forces. Therefore, controlling the shape and distributions of second-phase particles in polycrystalline metals or ceramics might be an efficient way to achieve materials with specified microstructures.     

随机取向群聚椭球粒子光散射特性研究

利用离散偶极子近似方法,考虑单元粒子之间的电磁相互作用,数值计算了随机取向的不同尺度参数、不同纵横比的群聚椭球粒子的缪勒矩阵元素,给出了各个缪勒矩阵元素的角分布曲线,探讨了随机取向的群聚椭球粒子的尺度参数、纵横比、基本粒子相对位置对其缪勒矩阵元素的影响。并将随机取向群聚椭球粒子的光散射特性与单个等效球形粒子的数值结果进行了比较。结果表明,随机取向群聚椭球粒子的光散射特性与等效球形粒子的光散射特性存在很大差别,基本粒子的形状越偏离球形,这种差别就越大; 随机取向群聚椭球粒子中椭球粒子的纵横比和相对位置对整个群聚粒子的缪勒矩阵元素存在不同程度的影响,并且此影响随着粒子尺度参数的增大而变得更加显著。     

Volatile jam and flow fluctuation in counter flow of slender particles

We study the counter flow of slender particles on square lattice under periodic boundaries. Two types of particles going to the right and to the left are taken into account, where the size of right particles is larger than that of left particles. The counter flow of slender particles with different sizes is compared with that of slender particles with the same size. The jamming transition occurs at a critical density. Near the transition point, the volatile jam appears with a period, disappears in time, is formed again, and the process occurs repeatedly. The flow fluctuates highly by forming the volatile jam. The volatile jam moves slowly to the left direction, while the jam is stationary when the size of right particles equals that of left particles.     

海洋混合悬浮颗粒对蓝绿激光的散射特性研究

激光在水下的传输很大程度上会受到海水中悬浮颗粒物的影响,而目前对于海洋中悬浮颗粒物光散射的理论研究大多是针对单一成分的悬浮粒子而进行的,但是在真实海洋中悬浮颗粒物都是以多种成分混合的颗粒群形式而存在的,因此研究真实海洋中混合悬浮颗粒物对蓝绿激光的散射特性具有重要意义。该研究选取了对蓝绿激光传输产生较大影响的浮游藻类植物、悬浮泥沙、碎屑、悬浮气泡和矿物质这五种常见的悬浮颗粒物作为研究对象,充分考虑真实海况中这五种悬浮颗粒物的不同混合情况,构建了海水中混合球形悬浮颗粒物对蓝绿激光的散射特性模型。数值计算了海水中五种物质混合的球形悬浮颗粒物对532 nm蓝绿激光的统计平均光散射参量和平均散射相函数,分析不同混合悬浮颗粒物的混合比对平均散射、吸收和消光系数以及单次反照率随着粒子有效半径和粒子数浓度变化的影响,同时分析了不同粒子尺寸下的不同混合比对混合悬浮颗粒物的平均散射相函数随着角度变化的影响。数值结果表明,当悬浮泥沙在整个混合模型中占比越大时,平均散射系数越大,而当悬浮藻类粒子在整个混合模型中占比增大时,平均吸收系数增大,由此可知海洋中对光造成主要影响的五种常见悬浮颗粒物中,悬浮泥沙对光散射作用影响最大,悬浮藻类粒子对光吸收作用影响最大。随着悬浮颗粒物浓度的增大,混合粒子的单次反照率保持不变,由此可知混合悬浮颗粒物的平均光散射参量随着粒子浓度的增长速率是一致的。海洋中混合悬浮颗粒物的平均散射相函数随着粒子的有效半径的增大而增大,散射作用最大的混合比下的悬浮颗粒物其平均散射相函数最大,悬浮颗粒物的前向散射较强。该工作对蓝绿激光在海水中传输、信道建模,水下无线光通信的研究以及激光探测都具有重要的理论指导意义。