斜激波与有扰界面相互作用的数值模拟

本工作应用多流体体积分数模型，采用高分辨率PPM格式数值模拟斜激波加速有扰界面过程。侧重对比不同扰动振幅无量纲数条件下，激波加速导致快／慢界面演化的差别，并从斜压项分布差别的角度，分析涡量沉积的规律。对应不同扰动振幅无量纲数，发现了一些涡量在界面沉积及界面演化的有趣的现象。定义扰动振幅无量纲数a／L。口为扰动振幅，L是界面长度。计算的3个扰动振幅无量纲数分别为0．0，0．052，0．104。对应不同时间序列60，120，180，240，300μs，计算给出了分别对应扰动振幅无量纲数为0．0，0．052，0．104的密度、涡量、斜压项等值线图。     

直线感应加速器加速腔物理设计与研究

简要介绍直线感应加速器（ＬＩＡ）加速腔物理设计的几个关键问题．讨论了加速电压及其平顶和腔参数的关系．对腔的耦合阻抗与束流不稳定性的关系作了概念性介绍，分析了降低耦合阻抗的途径．并给出两个加速腔设计原型．     

第三讲 激光在真空中加速电子

文章简要回顾了真空中激光加速电子的研究进展，着重介绍了真空俘获加速电子的动力学特点和物理机制．出现俘获加速（capture and acceleration scenario，CAS）的经典物理机制是聚焦激光束的衍射效应导致光波沿俘获电子轨迹的有效相速度减慢，以致电子有可能被长时间俘获在加速相位中并从激光场获得足够多的能量．CAS出现需要的入射动量的相空间不小，而且在实验上可以达到．此外，最佳入射动能对激光强度并不敏感，在小角入射时大约在10—20MeV．研究发现，CAS出现需要的激光场强相当高，电子获得的能量在电子进入CAS通道时急剧上升．此外文章还介绍了有质动力加速模型的特点和机制、附加磁场的加速机制．     

紧束缚近似含时密度泛函理论的高效OpenMP并行化和GPU加速实现

紧束缚近似的含时密度泛函理论在多核和GPU系统下的高效加速实现,并应用于拥有成百上千原子体系的激发态电子结构计算．程序中采用了稀疏矩阵和OpenMP并行化来加速哈密顿矩阵的构建,而最为耗时的基态对角化部分通过双精度的GPU加速来实现．基态的GPU加速能够在保持计算精度的基础上达到8.73倍的加速比．激发态计算采用了基于Krylov子空间迭代算法,OpenMP并行化和GPU加速等方法对激发态计算的大规模TDDFT矩阵进行求解,从而得到本征值和本征矢,大大减少了迭代的次数和最终的求解时间．采用GPU对矩阵矢量相乘进行加速后的Krylov算法能够很快地达到收敛,使得相比于采用常规算法和CPU并行化的程序能够加速206倍．程序在一系列的小分子体系和大分子体系上的计算表明,相比基于第一性原理的CIS方法和含时密度泛函方法,程序能够花费很少的计算量取得合理而精确结果．     

超强圆偏振激光直接加速产生超高能量电子束

研究表明, 峰值强度为10²²–10²⁵ W/cm²量级的圆偏振激光脉冲的有质动力场可以直接加速并产生GeV–TeV的单能电子束, 其中被加速电子的能量与激光脉冲的峰值强度成线性定标关系. 为了获得更高能量的电子束, 通过对一维解析模型的分析得到: 如果电子束在激光传播的方向上具一个初始能量E₀, 那么这种线性的定标关系可以被打破, 被加速电子束最终的能量可以被放大E₀倍. 这是由于具有一定初始能量的电子束不容易被激光脉冲抛在后面, 进而获得更高的加速距离. 二维粒子模拟结果显示: 当电子束的初始能量E₀为MeV量级时这个方法是有效的, 而当E₀过大时这个方法失效. 这是因为当电子的加速距离远大于激光脉冲的瑞利长度时, 激光强度的衰减使得电子束的加速错过了最佳加速场.     

神龙1号加速器束流输运系统研制

神龙1号直线感应加速器由注入器输运段、加速段、聚焦段等3个部分组成。整个束传输线从阴极发射面算起到轫致辐射靶结束，全长约48m，其间数千安培的强流脉冲电子束经过约170mm的二极管加速区，电子能量达到约3．6MeV，再经过4．5m的无加速场漂移区到达注入器出口，随后进入到长38．5m的加速段，在加速段出口时电子能量不低于18MeV；然后进入到长约3．8m的无加速漂移段，经过调整后通过两级磁透镜的聚焦将电子束聚焦到轫致辐射靶上产生X射线。整个束传输线使用了100多个螺线管线圈（包括两个磁透镜）约束电子束的横向发散，     

第一讲台面型电子加速器——激光尾波场加速器

近年来，随着超短超强激光脉冲技术的发展，利用超短超强激光在等离子体中激发出的高强度尾波场来实现电子加速的方案也取得了巨大进展．相对于传统的射频腔加速器，这种新型的加速器由于以等离子体为介质，可以突破传统加速器中加速梯度小于100MV／m的限制，其加速梯度可以达到100GV／m．电子在这样的加速场下，在厘米量级的距离内就可以获得GeV的能量．随着台面型超短超强激光器的发展，新一代实用化的台面型电子加速器有望在不远的将来得以实现．文章将从理论和实验上对激光尾波场加速中的尾波激发、电子注入、距离延长三个方面加以介绍，同时给出国内在这些方面的一些研究进展．     

利用磁聚焦法测量电子比荷的误差分析

在利用磁聚焦法测量电子比荷的实验中,测量误差与示波管的加速电压和聚焦电压存在较大的相关性．通过对测量误差与电聚焦程度、加速电压和聚焦电压之间关系的分析,指出了误差产生的原因,给出了加速电压和聚焦电压的最佳取值范围．     

像增强器进展

像增强器是直径一般为 1 8或 2 5 mm的圆柱形真空管。输入端的多碱膜或半导体层起光电阴极的作用。能量超过光阴极材料功函数的入射光子可引起光电效应而发射自由电子。用栅极电压 (一般为 2 0 0 V)场将发射的电子加速到微通道板 ( MCP)。MCP是一特种玻璃圆片 ,有许多紧密排列的孔或通道穿过它。玻璃稍稍导电 ,这样外加的电压 (一般 80 0 - 1 0 0 0 V)就会沿微通道长度方向产生一恒定的电场。该场使光电子加速穿过孔 ,当它们擦过通道壁时产生级联二级电子。离开通道板后 ,通过大电压 (数千伏 )进一步把电子加速到荧光屏 ,产生原始输入光…     

演绎"人船模型",提高思维能力

在中学讲授动量守恒定律的应用涉及到一个重要的模型——“人船模型”．该模型的常见题目形式为：“长度为L质量为m1的小船静止在静水中。质量为m2的人站在船头，若不计水的黏滞阻力，当人从船头走到船尾的过程中，求船和人对地面的位移各是多少？”这类题目的特点是以人和船为一系统，而且在运动过程中水平方向的总动量守恒．由动量守恒定律列关系式m1v1-m2v2=0，分析得出“人走船走，人停船停，人匀速走则船匀速走，人加速走则船加速走”的结论．但这仅限于公式分析，     

参考答案

参考答案一、１．相互，两个；２．惯性；３．减速，加速；４．不相同；５．４：１；６．７８４，竖直向上；７．；８ｍｇｓｉｎａ＿ｕｍｇｃｏｓａ９．４ｍ，４ｍ；１０．５０；１１．越来越小，越来越大；１２．匀减速上升、匀加速下降；１３．５，与撤去的力的方向相反...     

98十大科学进展

 美国《科学》周刊评出’98十大科学进展.字窗加速膨胀两个国际天文研究小组通过观测遥远星体,发现宇宙星系正在加速远离．科学家数年前的研究表明,宇宙自“大炸”开始就发生了膨胀．     

交叉传播相对论强激光脉冲在等离子体中相互作用及其对电子加热和加速的作用

文章介绍了相干交叉传播的相对论强激光在与等离子体相互作用中产生的能量交换、瞬态电子密度调制和激光加速电子，这些被加速的电子先在交叉光场中被捕获，随后又注入到等离子体波中，获得进一步的加速．这些现象最近在作者的实验研究和数值模拟中被观察到．     

一种新型加速器

提出了一种新型加速器方案，并对此方案进行了理论分析和数值计算．这种方案加速带电粒子的原理是利用强激光产生的自生磁场与强激光场构成的混合场使粒子得到加速．结果表明，粒子在较短的长度范围内可获得较大的能量． 关键词：     

第二讲激光尾波场加速中的准单能电子束的产生

自从激光尾波场加速电子方案提出以来，经过二十多年的理论和实验研究，人们在激光尾波场加速方面已经取得了重大进步，相继在电子束能量、电子单色性等束流性能上取得重大突破．特别是在2004年对电子束的单色性研究取得重大突破，国际上几个著名实验室相继报道了准单能电子束产生的实验观测，掀起了激光尾波场研究的新高潮．对于准单能电子束的产生机制，虽然尚未达成统一认识，但普遍认为空泡加速可能是其中非常重要的机制之一．文章介绍了激光尾波场的基本概念，着重介绍了单能电子束产生的空泡加速模式里的两个关键物理过程：波破和电子的自捕获，同时介绍国际上相关的一些重要实验结果和理论进展．     

Y2Ba1Cu1O5-δ掺杂对Y1Ba2Cu3O7-δ的超导电性及其晶格结构的影响

本文采用固相反应法成功制备出一系列Y123与Y211的摩尔比为1：x（x=0、0．14、0．27、0．3、0．35、0．4、0．45、0．47、0．5、0．8、1．18）的样品．实验结果表明：在0．35≤x≤0．5范围内,Y123的起始转变温度Tonset临界转变温度Tc以及转变宽度△Tc都在x=0．47出现了拐点,这...     

Ba0.97Ce0.8Ho0.2O3-α陶瓷的离子导电性及其燃料电池性能

用高温固相反应法制备了Ba0．97Ce0．8Ho0．2O3-α钙钛矿型氧化物固溶体,粉末X射线衍射表明,该固溶体为单相．研究了样品在高温下的离子导电性以及氢-空气燃料电池性能,并与BaCe0．8Ho0．2O3-α进行比较．结果表明,在潮湿氢气中、600-1000℃,BaCe0．8Ho0．2O3-α几乎表现为纯的质子导电性;在600-900℃时质子迁移数为1;在1000℃时质子的迁移数为0．99,与BaCe0．8Ho0．2O3-α相同;在600-700℃时Ba0．97Ce0．8Ho0．2O3-α也显示了纯的质子导电性,其质子迁移数为1;但在800-1000℃时Ba0．97Ce0．8Ho0．2O3-α的质子迁移数为0．99-0．96,质子导电性略低于BaCe0．8Ho0．2O3-α．在潮湿的空气中、600-1000℃下,这两个样品均显示了较低的质子和氧离子导电性,Ba0．97Ce0．8Ho0．2O3-α的质子和氧离子的迁移数分别为0．01- 0．11、0．30-0．31,BaCe0．8Ho0．2O3-α的质子和氧离子迁移数则分别为0．01-0．09、0．27-0．33．在潮湿氢气和空气中,Ba0．97Ce0．8Ho0．2O3-α的电导率均高于BaCe0．8Ho0．2O3-α．以Ba0．97Ce0．8Ho0．2O3-α为固体电解质的氢-空气燃料电池的性能高于BaCe0．8Ho0．2O3-α,在1000℃时,前者燃料电池的最大电流密度和功率密度分别为465 mA／cm2和112 mW／cm2．     

爱因斯坦宇宙常数和宇宙中暗能量

综述了宇宙在加速膨胀的观察证据,从爱因斯坦场方程和动力学方程出发详细分析爱因斯坦引入宇宙常数在宇宙加速膨胀中的作用,探讨宇宙常数和宇宙中暗能量的关系．     

在水平旋转的圆台上滚动的球与带电粒子在电磁场中的运动

本文研究在水平旋转的国台上滚动的球的动力学问题．推出在圆台匀速旋转和匀加速旋转两种情况下球相对于惯性空间的速度公式、角速度公式及摩擦力公式．当圆台匀速旋转时，球将做匀速圆周运动，甚至在原地自旋．当圆台做匀加速旋转时，球的轨道一般不是圆，只有在特定的初始条件下，球才可能继续绕圆台中心轴作匀加速圆周运动．球运动的这些动力学现象与带电粒子在圆形电磁场中的运动，二者之间存在着十分有趣的──对应关系．利用这些对应关系，使我们有可能用类比的方法，去想象并理解那些不易接受的概念．     

电子在超短激光脉冲修正场中的动力学特性研究

给出了一种精确描述超短、紧聚焦激光脉冲的新方法，其思路是根据两个无量纲小量ε=1/(ω0t0)和s=1/(k0w0)（其中ω0=ck0为中心振荡频率，t0为脉冲延迟时间，w0为激光束腰半径）进行展开来计算脉冲的高阶修正场.在激光束近轴近似表达式的基础上，给出了高斯脉冲一阶修正场的解析表达式，并研究发现其振幅和相位相对于零阶修正场（即长脉冲近似）的修正量都在ε的量级甚至更小.另外对电子在超短高斯脉冲一阶修正场中的动力学特性研究发现：对于ω0t0>20的情况，零阶修正场可以正确地描述电子被光场加速的特性；当ω0t0<20时，则需要采用高阶修正场. 关键词： 超短激光脉冲 激光加速