两种类粒子间的聚集与完全湮没竞争过程的标度行为

考虑一个由两种类粒子组成的系统,同种类粒子相遇时发生不可逆的聚集反应;不同种类的粒子相遇时,则发生不可逆的完全湮没反应.利用Mont-Carlo模拟各种参数条件下的粒子聚集-完全湮没竞争过程,分析了聚集速率、湮没速率以及初始浓度分布对系统动力学行为的影响.模拟结果表明:1)粒子大小分布总是满足一定的标度律;2)当两种粒子的聚集速率都等于湮没速率的2倍时,粒子大小分布的标度指数与粒子初始浓度分布有关;3)其余情况下,标度指数则取决于反应速率的相对大小.此外,当两种粒子的聚集速率都大于或等于湮没速率的两倍,系统的所有粒子将完全湮没;当且仅当至少一种粒子的聚集速率小于湮没速率的两倍,聚集速率较小的那一种粒子才可能最终保存下来.模拟结果与已报道的理论分析结果符合得较好.     

高能多粒子产生反常标度性研究中的相空间变量选择

讨论高能多粒子产生反常标度性研究中的各种相空间变量选择.为了克服几种常用的横向相空间变量的缺点,引入了一组新的横向变量.这组变量在讨论高能多粒子产生中的反常标度性时有优越性.给出了这组新变量的统计分布及数值特征,讨论了它们之间的独立性,给出了相应的累积变量.     

在无标度网络上基于偏好聚集机理的零区域凝聚现象

为了理解在真实网络中偏好聚集机理如何影响交通输运系统的粒子稳定态分布,研究了基于偏好聚集机理的零区域作用(zero range process,ZRP)凝聚现象.与以往采用巨正则系综方法处理ZRP问题不同,通过平均场速率方程解析得到了系统的相变点和稳定态分布情况.研究发现当存在正偏好聚集时,随着粒子跳跃速率的增大,系统呈现出三种不同的相：完全凝聚相、部分凝聚相、均匀相;当存在负偏好聚集机理时,系统只出现两相：部分凝聚相、均匀相.不同于无权与加权网络交通情况,系统的稳定态分布依赖于边权、粒子跳跃速率以及偏好 关键词： 无标度网络 零区域作用 偏好聚集 平均场速率方程     

奇异拉氏量系统相空间路径积分中的整体对称性

基于奇异拉氏量系统Green函数的相空间生成泛函,导出了相空间中整体变换下的Ward恒等式和整体对称下的量子守恒律.一般它有别于经典Noether守恒律.用于杨-Mills理论,导出了BRS变换下的Ward-Takahashi恒等式和BRS守恒律;用于非Abel-Chern-Simons理论,导出了系统的量子角动量,它有别于经典角动量在于计及了鬼粒子对角动量的贡献.     

周期受击陀螺系统随时间演化波函数的多重分形

研究了周期受击陀螺系统波函数的多重分形. 发现: 1)在打击次数较小时, 周期受击陀螺系统波包的扩散速度、扩散方向与打击强度相关, 打击强度越大扩散越混乱、扩散速度也越大; 2)波函数在相空间的精细结构的分布范围随着打击强度的增大而扩大, 最后充满整个相空间; 3)局部分维a的分布范围对应波函数在相空间的分布, 规则态时a 的分布范围最宽, 过渡态的a的分布范围较窄, 而混沌态的a的分布范围则最狭窄且稳定.     

基于CT算法的束团横向相空间测量

精确测量束团的发射度和横向相空间, 在高亮度电子束的产生和应用中具有重要意义. 传统测量方法在测量发射度时需要对束团在相空间内分布进行初始假设, 且只能给出相椭圆的twiss参数;基于CT(computerized tomography)算法的束团横向相空间测量方法无需先验假设, 能给出粒子在相空间内的真实分布, 测量结果更为精确. 介绍了基于CT算法的束团横向相空间测量的原理和初步实验结果, 并与四极透镜扫描法测量的结果进行了比较.     

基于实稳定方法求解单粒子共振态的Wigner函数

利用坐标空间的实稳定方法,求解了一维势场中单粒子散射态与其中共振态的本征值问题,由得到的单粒子本征波函数进一步给出相应的Wigner函数,分析了单粒子散射态与其中共振态的相空间分布特征.发现除了本征能量与本征波函数存在差异,Wigner函数在相空间的具体分布行为也可用于区分单粒子共振态与一般的散射态,在相关的量子测量实验中可能用作确定量子态的特征判据.     

高能碰撞实验数据非整数分割时的阶乘矩分析

在对相空间用非整数分割作阶乘矩分析时,由二粒子或多粒子关联所引起的非均匀因素的影响必须加以认真考虑.本文对高能碰撞末态粒子的阶乘矩在相空间进行非整数分割时的分析方法进行了仔细研究,建立了一套完整的对非整数分割下阶乘矩的分布进行修正的方法.用NA22实验组的实验数据计算,证明其方法是正确的.     

高能量粒子再分布模型在CFETR上的应用

在中国聚变工程实验堆(CFETR)设计参数下,利用一种高能量粒子(EP)物理简化模型分析了磁流体动力学(MHD)不稳定中新经典撕裂模(NTM)引起的粒子再分布和损失。相位矢量旋转法利用EP相空间中小间隔区域内跟踪探测粒子对来判定粒子轨道随机与否,即记录连接矢量旋转角的方法标记该区域是否存在KAM面破缺,以此为据修正相空间的粒子分布函数和判断粒子损失。利用相空间探测粒子对相位矢量旋转法标记一定NTM幅度下的随机区域分布并迭代得到稳态分布剖面。对捕获粒子区域的共振岛探测结果表明,低频或零频率扰动不会与高能量α粒子形成有效共振,MHD扰动和有效碰撞效应可能使捕获-通行轨道边界附近形成损失通道。     

中心快度区的双轻子不变质量分布

推广先前作者采用的夸克和π的相空间分布函数的Boltzmann近似到一个完全的表示,利用快度区的温度计算出粒子密度后,在Bjorken的(1+1)维的纵向膨胀系统中研究了双轻子的产生.发现推广的近似分布函数很大地改变了预言的夸克物质形成的特征双轻子分布.     

激光等离子体通道天线的电磁散射特性分析

激光等离子体通道天线被等效为电子在横向旋转、轴向漂移的均匀冷磁化等离子体束,且该等离子体束的横截面为沿轴向不改变的圆形。在考虑离心力、科里奥利力等惯性力的影响下,结合麦克斯韦方程和本构关系,得出了激光等离子体通道天线的散射场。为了简化,计算了一特例,发现了一些有趣的现象。     

二元振幅型面板用于光束空间整形

为了提高高功率激光系统的整体效率和充分利用光能,需要对前端注入的高斯光束进行空间整形,实现驱动器终端激光的均匀化输出.采用振幅型二元面板对激光光束进行空间强度整形,利用误差扩散法进行了理论设计,数值摸拟了整形效果,同时讨论了面板加工误差以及空间滤波器的小孔大小等因素带来的影响.根据理论设计,分别加工了反高斯透射率分布和抛物线透射率分布的二元面板,并进行了整形实验,实现了各自的整形功能,并做了误差分析.实验让明二元面板能对激光光束的空间强度分布实现了精确的整形.     

Generation of sub wavelength super-long dark channel using high NA lens axicon

We investigate the focusing properties of a double-ring-shaped azimuthally polarized beam by a high numerical aperture (NA) lens axicon based on vector diffraction theory. We observe that our proposed system generates a sub wavelength focal hole of 0.5λ having large uniform focal depth of 48λ without any annular aperture. We also observed that the distribution of the total intensity near the focus has little variation with the degree of truncation β of the incident beam by the pupil. The authors expect such a super-long dark channel may find applications in optical, biological, and atmospheric sciences.     

飞秒平顶光束经微透镜阵列在熔融石英中的成丝及其超连续辐射

实验研究了平顶激光光束经微透镜阵列在熔融石英中成丝的演化以及超连续辐射的产生,并进一步与高斯光束的成丝和超连续辐射进行了对比研究.分别对这两种光束的多丝传输进行了横向和纵向成像.结果表明,使用平顶光束可以获得更为均匀的多丝分布,成丝的起点也更为一致;尤其重要的是,相对于高斯光束,平顶光束可以使用更高的入射激光脉冲能量而不会造成介质的损伤,从而可以获得更高脉冲能量和更高转换效率的超连续辐射.     

平顶飞秒激光经圆锥透镜在熔融石英中成丝及超连续辐射

实验研究了平顶飞秒激光经圆锥透镜后在熔融石英中的成丝及超连续辐射.与高斯飞秒激光的成丝对比发现,平顶飞秒激光可以获得在圆锥透镜焦深区域内强度分布更为均匀的等离子体细丝,这一特征更有利于飞秒激光在固体介质中进行微纳加工等领域的应用.并且,在不损伤熔融石英的条件下,平顶飞秒激光成丝可以获得更高能量、更高转换效率的超连续辐射,这是因为若产生光强相近的细丝,平顶飞秒激光所需的初始激光能量更高,此激光能量下产生的细丝长度更长、均匀性更好.     

Non‐linear interaction of a q‐Gaussian laser beam in a plasma channel created by the ignitor‐heater technique

This paper presents a theoretical investigation of the propagation characteristics of a q‐Gaussian laser beam propagating through a plasma channel created by the ignitor‐heater technique. The ignitor beam creates the plasma by tunnel‐ionization of air. The heater beam heats the plasma electrons and establishes a parabolic channel. The third beam (q‐Gaussian beam) is guided in the plasma channel under the combined effects of density non‐uniformity and non‐uniform ohmic heating of the plasma channel. Numerical solutions of the non‐linear Schrodinger wave equation (NSWE) for the fields of laser beams are obtained with the help of the moment theory approach. Particular emphasis is placed on the dynamical variations of the spot size of the laser beams and the longitudinal phase shift of the guided beam with the distance of propagation.     

四瓣高斯光束的Gyrator变换性质和矩形空心光束的产生

基于Gyrator变换,推导了四瓣高斯光束场分布的解析表达式,研究了四瓣高斯光束通过Gyrator变换后的光强分布和相位分布.结果表明:在Gyrator变换过程中,四瓣高斯光束能够转换为具有光涡旋的矩形空心光束,在获得矩形空心光束时其四顶角处光束强度最强,而四条边上的光束强度分布几乎是均匀的.对影响矩形空心光束强度和相位分布的光束参数和变换角进行了详细的分析,发现光束阶数不同,产生不同类型的空心光束;Gyrator变换的变换角则影响空心光束能量分布;空心光束亮环的大小由四瓣高斯光束的束腰宽度决定,束腰宽度越大,矩形空心光束的宽度越小.     

Formation of expanded smooth quasi-Bessel beam range due to the transformation of the Gaussian beam in absorbing axicon

The quasi-Bessel beam range produced by an absorbing axicon is investigated. It is shown that when an incident Gaussian beam is used, the absorbing axicon stretches (with respect to transparent axicon case) the uniform on-axis light intensity distribution length, as well as expanding the quasi-Bessel beam range. In addition, the peak of axial light distribution is shifted from the axicon tip. As a result any spatial modulation formed due to the bluntness of the tip is reduced close to the on-axis intensity peak, which becomes more smooth and uniform.     

相对论电子束在离子通道中的聚焦与输运

 基于单粒子理论,描述了相对论电子束在离子通道中的聚焦输运过程,讨论了离子-电子密度比、相对论因子、束加速电压和入射电流等系统参数对电子束的聚焦半径、纵向聚焦位置的影响。研究表明,离子通道对电子束具有强烈的聚焦效应,束流在离子通道内的传输是类周期波动传输,随传输距离增加,聚焦点处的半径逐渐增加,束流的波动幅度逐渐减小。选择适当的系统参数,可调节束聚焦点位置和聚焦点半径的大小,实现电子束的长距传输并且减少电子束的耗散。     

磁边界效应对径向磁场中等离子体束流运动轨迹的影响

根据离子与径向磁场的约束关系，用面向对象的单元粒子法模拟了极向偏转器中等离子体束流在均匀和非均匀径向磁场中的运动情况，得到了在磁边界效应下极向偏转器内部畸变电场的分布，分析了对质量分离的影响。模拟成果对质量分离器、质谱分析仪及材料提纯等装置的研制、特殊位形电磁场控制多质量束流等相关领域的研究有参考价值。