活性浴中非活性棒的扩散动力学模拟研究：非单调尺寸依赖和反常平动-转动耦合

本文采用Langevin动力学模拟二维刚性棒状示踪粒子在活性浴中的扩散动力学,主要关注示踪粒子平动(转动)扩散系数随其棒长和背景粒子的活性强度如何变化. 本文发现示踪粒子在小时间尺度显示出超扩散行为,并在大时间尺度下恢复到正常扩散,同时平动扩散系数和转动扩散系数均随背景粒子的活性强度增加单调增加,但呈现出与棒长的非单调依赖. 在研究棒的平动-转动耦合时发现这种平衡系统中不存在反直觉现象,即棒在一定参数下会表现出负的平动-转动耦合,表明示踪粒子在平行于棒方向上的扩散比在垂直方向上更慢. 这种异常(扩散)行为随背景粒子的活性强度增加具有重入行为,表明背景粒子的活性导致了两种扩散行为存在竞争关系的效应.     

活性浴中非活性棒的扩散动力学模拟研究:非单调尺寸依赖和反常平动-转动耦合（英文）

本文采用Langevin动力学模拟二维刚性棒状示踪粒子在活性浴中的扩散动力学,主要关注示踪粒子平动(转动)扩散系数随其棒长和背景粒子的活性强度如何变化.本文发现示踪粒子在小时间尺度显示出超扩散行为,并在大时间尺度下恢复到正常扩散,同时平动扩散系数和转动扩散系数均随背景粒子的活性强度增加单调增加,但呈现出与棒长的非单调依赖.在研究棒的平动-转动耦合时发现这种平衡系统中不存在反直觉现象,即棒在一定参数下会表现出负的平动-转动耦合,表明示踪粒子在平行于棒方向上的扩散比在垂直方向上更慢.这种异常(扩散)行为随背景粒子的活性强度增加具有重入行为,表明背景粒子的活性导致了两种扩散行为存在竞争关系的效应.     

模耦合理论计算纳米粒子在聚合物熔体中的含时扩散系数与常规扩散常数 (cited: 2)

分析和计算了纳米粒子在聚合物熔体中的含时扩散系数与常规扩散常数. 采用广义朗之万方程描述扩散动力学,并通过模耦合理论计算摩擦记忆内核.为简单起见,只考虑了来自两体碰撞和溶剂密度涨落耦合作用两类微观因素对摩擦记忆内核的贡献. 采用聚合物参考作用点模型以及Percus-Yevick闭合条件计算了聚合物-纳米粒子复合溶液的平衡态结构信息函数;详尽分析了纳米粒子的尺寸与聚合物链的尺寸对扩散动力学的影响. 揭示了结构函数、摩擦记忆内核以及扩散系数等随着纳米粒子半径和聚合物链长的变化关系. 结果表明,对于小尺寸的纳米粒子或者短链的聚合物,短时间的非马尔可夫扩散 动力学特征比较显著,含时扩散系数需要更长的时间弛豫到常规扩散常数. 微观因素对扩散常数的贡献随着纳米粒子尺寸的增加而减小,却随着聚合物链长的增加而增大. 此外,模耦合理论得到的扩散常数与Stokes-Einstein关系的预测值进行比较,发现对于小尺寸的纳米粒子或者长链的聚合物,微观因素对扩散常数的的贡献占主导地位. 相反,当纳米粒子较大或者聚合物链长较短时,流体力学的贡献会发挥重要作用.     

在半内含过程中用动力学破缺计算π介子的碎裂函数

本文用QCD理论,计算π介子的碎裂函数.在高能时,应用渐近自由的微扰论.但在夸克飞行一段距离后,由于囚禁的作用,夸克碎裂成强子.囚禁的影响是发生在大距离的低能现象,此时π介子应该是Goldstone粒子,此粒子是动力学自发破缺的结果.因此本文用动力学自发破缺机制计算低能现象的π介子碎裂函数.     

洛伦兹破缺理论与Vaidya黑洞弯曲时空中的Dirac粒子隧穿辐射特征

本文把平直时空中的洛伦兹对称性破缺的Dirac方程推广到动态Vaidya黑洞弯曲时空中.由于动态Vaidya黑洞的表观视界与类时极限面重合,根据霍金辐射量子效应理论,我们在Vaidya黑洞的表观视界ra=2M(v)处研究了洛伦兹破缺理论对Dirac粒子Hawking隧穿辐射特征的影响.我们通过gamma矩阵的对易性质和半经典近似得到了一个新的洛伦兹对称性破缺的Dirac-Hamilton-Jacobi方程,并利用这一修正的Dirac-Hamilton-Jacobi方程研究了Dirac粒子隧穿辐射的特征,讨论了洛伦兹对称性破缺对动态球对称Vaidya黑洞的热力学参数的影响.结果发现,洛伦兹破缺理论中仅有类以太修正项会对黑洞热力学性质带来修正.同时,还发现修正Hawking温度与类以太矢量修正项系数的正负有关,而我们之前应用洛伦兹破缺理论研究标量粒子的修正Hawking温度也是与类以太矢量修正项系数的正负有关的.     

浓悬浮液中渗透性颗粒的扩散特性研究

本文利用浓悬浮液中渗透性颗粒的短时扩散动力学数值模拟的结论,并结合Cohen-de Schepper近似和Percus-Yevick近似,研究了不同粒径渗透性颗粒的有效扩散系数随体积分数和渗透率的变化关系. 结果表明:对于浓悬浮液中一定粒径的渗透性颗粒,其扩散系数随渗透率的增加而增加,随体积分数的增加而减少;具有相同粒径与流体动力学屏蔽深度比值且波数较大的渗透性颗粒,其粒径对扩散的影响可以忽略. 关键词： 渗透性颗粒 有效扩散系数 体积分数 布朗运动短时区域     

动力学破缺和普通自发破缺的手征SU(2)×SU(2)σ模型(Ⅱ)

本文应用复合场的有效作用量,研究了同时具有动力学破缺和普通自发破缺情况下,SU(2)×SU(2)σ模型中π介子的质量谱;证明了在考虑了微扰效应后,π介子仍具有质量.在最低阶近似下,π介子的质量谱与我们以前的结论一致.     

动力学破缺和普通自发破缺的手征SU(2)×SU(2)σ模型(Ⅱ)

本文应用复合场的有效作用量,研究了同时具有动力学破缺和普通自发破缺情况下,SU(2)×SU(2)σ模型中π介子的质量谱;证明了在考虑了微扰效应后,π介子仍具有质量.在最低阶近似下,π介子的质量谱与我们以前的结论一致.     

分子动力学方法研究金属Ti中He小团簇的迁移

采用分子动力学方法模拟了不同温度下He原子及He团簇在金属Ti中的迁移特性,并计算了扩散前系数和激活能. 研究发现这种扩散的各向异性非常显著,具体表现在He原子及He团簇在不同方向上扩散系数的前系数完全不同,但它们的激活能却相同. 研究表明:在预测金属中He的扩散行为时,必须采用动态模拟方法才能得到准确的前系数,仅仅考虑势垒的静态模拟方法是不行的. 另外,还发现一个不同于直觉的现象,即较低温度下He二聚物的扩散系数比单个He原子的扩散系数大;此外,在所模拟的温度范围内Arrhenius方程能够很好地描述它们的扩散. 这说明动力学模拟对预测金属中He的扩散行为具有重要的意义. 关键词： 分子动力学 扩散系数 各向异性 氦     

非线性阻尼驱动的莱维飞行动力学性质

基于动力学连续时间无规行走方法,对受非线性阻尼驱动的莱维飞行在自由势场以及周期势场中的扩散行为进行了研究.非线性阻尼取代斯托克斯阻尼,通过动力学连续时间无规行走方法体现在莱维随机行走粒子的每一步跳跃中.结果显示,非线性阻尼的强阻尼耗散作用导致莱维飞行的超扩散行为衰减为正常扩散,粒子速度定态分布呈现双峰与单峰的相互转化.周期势场的束缚作用会导致粒子扩散达到一个稳定态,而莱维粒子自身性质会使粒子存在极小概率跃出周期势阱的跳跃行为,表现为方均位移随时间的演化出现跃迁现象.     

博士论文录

 函数的一些物理过程以及目前存在的一些关于强子波函数的唯象模型.本文的第二部分是作者的研究成果.在关于手征对称性自发破缺的研究中,作者提出了一种用关于夸克凝聚的自洽方程确定重整化群不变的夸克凝聚数值的方法,计算了发生动力学自发破缺强耦合常数的阈值.在单圈、双圈近似下分别计算了夸克凝聚的数值,得到了合理的结果.同时给出了一种发生动力学自发破缺的图象.     

用毛细管成像法测量液相扩散系数——等折射率薄层测量方法

本文提出了一种测量液相扩散系数的新方法. 该方法用透明毛细管构成液相扩散池, 利用毛细管成像法特有的折射率空间分辨测量能力, 通过直接观察和记录扩散介质的等折射率薄层在毛细管中的移动规律, 基于扩散过程遵循的Fick第二定律计算出液相扩散系数. 在25 ℃下研究了丙三醇和纯水间的扩散过程, 扩散系数的测量值与全息干涉法的文献报道值之间的相对误差为4.47%, 论文同时分析了折射率测量精度和毛细管管壁黏滞力对扩散系数的影响. 用毛细管成像法测量液相扩散系数具有样品需要量少、测量速度快、系统稳定性好的特点, 为快速测定微量样品的扩散系数提供了一种有效的新方法. 关键词： 扩散系数 液体折射率 毛细管成像法     

二分量胶体悬浮系统的短时间动力学

研究了二分量带电粒子悬浮系统的短时间平动和转动自扩散系数.由于存在静电相互作用和流体力学作用,扩散系数与两种粒子的尺寸比,它们的体积分数,以及所带的有效电荷都有关.计入了流体力学相互作用对扩散张量的二体贡献和首项三体贡献.计算结果表明,流体力学作用对于带电粒子系统的影响要小于它对硬球粒子系统的影响.扩散系数随两种粒子的尺寸比和它们的体积分数变化的关系可以用有效硬球模型来解释,而其定性结果与实验相符合.     

二分量胶体悬浮系统的短时间动力学

研究了二分量带电粒子悬浮系统的短时间平动和转动自扩散系数.由于存在静电相互作用和流体力学作用,扩散系数与两种粒子的尺寸比,它们的体积分数,以及所带的有效电荷都有关.计入了流体力学相互作用对扩散张量的二体贡献和首项三体贡献.计算结果表明,流体力学作用对于带电粒子系统的影响要小于它对硬球粒子系统的影响.扩散系数随两种粒子的尺寸比和它们的体积分数变化的关系可以用有效硬球模型来解释,而其定性结果与实验相符合.     

动力学研究AlN/α-Al2O3(0001)薄膜生长初期的吸附与扩散

采用基于第一性原理的从头计算分子动力学方法,计算了300-800℃下AlN吸附过程与系统能量、动力学轨迹以及扩散系数.研究表明,吸附过程由物理吸附、化学吸附和表面稳定态三个阶段组成,在吸附成键过程中,温度越高,粒子平均表面扩散能力增强.N原子的扩散系数大于Al原子的扩散系数,尤其是在物理吸附阶段.在较高温度条件下(大于700℃),N的解吸附作用明显增强,不利于AlN的稳定吸附生长,500-700℃之间的温度有利于AlN在α-Al2O3(0001)表面的稳定吸附生长.     

高阶微商系统中正则Ward恒等式和Abel规范理论中动力学质量的产生

基于含复合场的正则Ward恒等式，研究了含高阶微商的Abel理论中动力学规范对称破缺.得到了包括费米子和束缚态的质量谱.讨论了高阶微商项的影响. 关键词： 正则Ward恒等式 约束 动力学对称破缺 Abel规范理论     

大肠杆菌悬浮液强化扩散传质的实验研究

实验测量罗丹明B在大肠杆菌悬浮液中的扩散系数,考察大肠杆菌悬浮液温度、浓度和细菌活性对罗丹明B扩散传质的影响。实验结果表明,罗丹明B在悬浮液中的有效扩散系数比其在磷酸缓冲盐溶液(PBS)中的扩散系数大1个数量级,且有效扩散系数随悬浮液温度升高和细菌浓度增大而增大;细菌自驱动行为是强化悬浮液中小分子扩散传质的重要因素,罗丹明B的活性扩散系数随细菌悬浮液浓度增加和温度升高而增大,活性扩散系数因细菌的集群运动会随悬浮液浓度变化发生阶跃增大;均方位移和扩散时间的对应关系表明罗丹明B的扩散在短时间内为标准菲克扩散,一段时间后转变为超扩散,且转变时间随悬浮液温度升高而延迟,随着悬浮液浓度增加而提前。     

均匀恒定磁场中带电狄拉克粒子的超对称性和本征能谱

基于狄拉克方程中γ矩阵有结构、可分解的观点, 把γ矩阵分解为自旋空间和正反粒子空间的算子的直积, 确定了均匀恒定磁场中带电狄拉克粒子的哈密顿量的动力学超对称性和可互易的完备的物理量算子集及其量子数集, 求得了用上述量子数完全集标志的该哈密顿量的解析的本征解,讨论了系统的哈密顿H的动力学超对称性中自旋对称性和正反粒子对称性破缺的不同情况,确定了自旋剩余超对称性导致的自旋简并子空间的超对称性变换群算子.     

量子色动力学中的动力学自发破缺

本文用重整化群方程和Dyson方程研究了量子色动力学（QCD）中的动力学自发破缺问题.指出:（1）研究QCD中A类模型的动力学自发破缺这类非微扰问题时,电磁作用（和弱作用）的贡献是不能忽略的.（2）对许多实际模型（A类模型）来说,在QCD渐近自由时,对层子间的电磁作用做弱耦合近似的计算后,得到动力学自发破缺出现的结论.如果现在量子电动力学仍能用Johnson-Baker-Willey的自洽处理,或β_e有一紫外稳定固定点e_∞≠0（β_e的简单零点）且e_∞不太大,则上述结论在电磁作用的计算超出弱耦合近似时仍成立.     

动力学破缺和真空自发破缺的手征SU(2)L×SU(2)R×U(1)σ模型

将SU(2)_L×SU(2)_R手征对称的σ模型推广到带电磁场情况下的手征σ模型,采用研究自恰性方程的方法研究了同时具有动力学破缺和真空自发破缺的手征SU(2)_L×SU(2)_R×U(1)σ模型,得到了考虑动力学自发破缺、真空自发破缺和电磁相互作用后,σ、π介子和核子都出现了不同的质量修正,并得到此模型中σ,π和核子以不同方式依赖于动力学破缺的具体表示.