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在文献[1]中,通过分析实验上观察到的测地声模的小密度-电位比与测地声模谐波定级的自洽性,论证了测地声模是在转向点附近一种“蝌蚪状”的定域结构,但没有给出导致这种结构的物理机制.从随机媒质对波传播产生定域化的角度进行了探讨,采用测地声模由漂移波湍流参量激发的产生模型,计算了随机定域化导致的也是文献[1]所关注的相干长度.讨论了与实验观测比较的有关问题.     

关于“气泡核聚变”的讨论

 美国橡树岭国立实验室Ｔａｌｅｙａｒｋｈａｎ等人2002年3月8日在美国《科学》上发表的论文中报道了他们利用中子发生器产生的14ＭｅＶ高能中子在氘代丙酮中产生了直径约10-100纳米的气泡,接着用声致发光技术在负压周期下使气泡膨胀到直径约1毫米,在正压周期下再将气泡压缩成高温、高密度的“液体”泡,并在超声波场中内爆,作者们测到了中子和氚。因此作者们认为他们用声致发光技术引发了核聚变。这一试验震惊了物理界,并引起了科学家们激烈的争论。     

相对论中的“观测”与“看到”有何不同

 1905年爱因斯坦发表了狭义相对论,其时空观之一就是“运动的尺缩短”。接受相对论的所有人都相信这种尺缩现象是可以用眼睛看到或用照相机拍摄到的。一个运动物体看起来将沿运动方向缩短为原来的1-β2倍β=ｖｃ,ｖ是物体运动的速度大小,ｃ是光速,坐在高速飞船中的人从窗外看出去时,将看见球形物体缩成一个椭球体这些说法好像都是无可非议的。这种观念一直持续了54年之久,直到1959年美国物理学家戴勒尔发表了一篇文章,认为这种观念是错误的,他纠正了存在于所有人中间的这个偏见。提出“尺缩”现象可以“观测”或者“测量”,却不能用眼“看到”。     

现代物理的“距离”观

 距离,这个在日常生活和科学技术中使用频率较高的概念,它涉及到物体大小、相距远近、运动位移等,其量纲是长度,在SI制中的单位是米(m)。     

轴对称环状静电模的漂移波湍流参量激发理论研究

本文所论述的轴对称环状静电模是指环形磁约束等离子体(如托卡马克)中环向模数为零的近理想静电流体模,它包含有测地声模和基频率与之较低的声模;也含有所谓的‘近零频带状流’.本文根据冷离子流体模型在圆形磁面构成的准环坐标系中的表示,对涉及以上三种模式的漂移波湍流参量激发理论,在一级环形效应近似下,进行了系统讨论,并证明了带状流的四个新命题.利用对漂移波能谱的参数化描写,注意到由漂移波能谱径向有限宽度所引发的特性,如波能传播量的双Landau奇点,揭示了有限宽度对径向δ谱所得结果的重要修正:如,对近零频带状流和测地声模的参量激发条件带来的严格限制.此外,还讨论了密度带状流在高q条件下被激发的可能性.本文选用合理的物理参数.采用图示方法详细地讨论了有关的数值结果.分析表明,测地声模和近零频带状流的参量激发不可能发生在同一小半径处;如果测地声模被参量激发,也应能观察到密度带状流.     

湖北十堰蓝色“水波纹”绿松石的谱学特征

“水波纹”绿松石是一种在外观上呈现水波纹状花纹图案的天然绿松石,产量稀少却深受消费者喜爱,前人对绿松石的研究较丰富,但对“水波纹”绿松石的研究较少。对一块基底呈浅蓝白色,条纹呈蓝绿色的“水波纹”绿松石样品用显微激光拉曼光谱仪、显微红外光谱仪、微区X射线衍射、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪、扫描电镜、显微紫外-可见-近红外光谱仪等测试其各种性能。结果表明,条纹区与非条纹区的主要矿物均为绿松石;红外光谱和拉曼光谱均显示绿松石的光谱;条纹区与非条纹区的化学成分不同,条纹区Al₂O₃,SiO₂,MgO,V,Co,Ni,U及Y,Mo,Cd的含量较非条纹区含量高,而非条纹区P₂O₅,CuO,K₂O及Na₂O的含量较条纹区含量高;扫描电镜微形貌显示,条带区的晶体多为厚板状、晶体颗粒大、排列紧密,几乎不可见孔隙,非条带区的晶体多为大小不一的柱状、碎片状,杂乱排列,可见孔隙;微区X射线衍射表明条带区的结晶度较非条带区的结晶度高;显微紫外-可见-近红外光谱表明条带区与非条带区的致色离子相同,均在426和660 nm处有可见吸收峰,致色离子均为Fe3+和Cu2+。“水波纹”绿松石样品的谱学特征表明,条纹处与非条纹处的颜色差异与致色离子没有明显关系,而颜色及透明度差异与绿松石的结晶程度、致密程度有主要关系,“水波纹”绿松石中绿松石结晶度的变化表明了绿松石形成环境的不稳定性,结晶度的周期性变化表明了形成绿松石的外界环境具有周期性变化的规律,为研究绿松石的颜色成因及绿松石的成矿环境提供数据支撑。     

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采用回旋动理学方程推导得到了环向转动托卡马克等离子体中测地声模的色散关系,分析了环向转动对测地声模、低频模和声波分支的频率以及无碰撞阻尼率的影响.结果表明,测地声模的频率会随着环向转动马赫数而逐渐增大,而其无碰撞阻尼率则会随着环向转动马赫数而迅速减小.此外,低频模和声波分支的频率以及无碰撞阻尼率都会随着环向转动马赫数而逐渐减小,其中环向转动对声波分支的频率以及无碰撞阻尼率的影响非常小,基本上可以忽略.     

托卡马克等离子体环向转动对测地声模的影响

采用回旋动理学方程推导得到了环向转动托卡马克等离子体中测地声模的色散关系,分析了环向转动对测地声模、低频模和声波分支的频率以及无碰撞阻尼率的影响。结果表明,测地声模的频率会随着环向转动马赫数而逐渐增大,而其无碰撞阻尼率则会随着环向转动马赫数而迅速减小。此外,低频模和声波分支的频率以及无碰撞阻尼率都会随着环向转动马赫数而逐渐减小,其中环向转动对声波分支的频率以及无碰撞阻尼率的影响非常小,基本上可以忽略。     

高能量粒子测地声模与Dimits区漂移波相互作用

基于包含驱动和阻尼的三波非线性相互作用模型,构建了一个描述高能量粒子测地声模(EGAM)与Dimits区漂移波湍流相互作用的系统,并在系统的线性增长及非线性振荡阶段分别进行了解析和数值研究.更进一步的数值结果表明,在忽略EGAM的贡献时,该系统具有随着线性驱动/阻尼率等参数的变化,从极限环振荡经历倍周期分岔最终进入混沌的行为特征.在此基础上,形式上构建了本系统的非线性饱和Dimits区,并研究了EGAM对Dimits区漂移波的影响.结果表明,对于不同幅度和频率的EGAM,被调制后的漂移波将表现出受到激发或抑制的效果.对此,采用相空间分析的方法给出了相应的解释.     

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采用流体模型理论推导了等熵平衡条件下环向转动托卡马克等离子体中带状流的色散关系。从理论上分析了环向转动对测地声模、低频带状流和声波的频率、压力和密度扰动量的影响。结果表明,环向转动对低频带状流的频率没有影响,但会使测地声模的频率逐渐增大。此外,存在环向转动时,低频带状流会具有驻波形式的压力和密度扰动量,且测地声模和声波可以沿着极向传播。而且还发现,等熵平衡可以看成是等温平衡的一种特殊情况。     

Geodesic Acoustic Mode in Toroidally Axisymmetric Plasmas with Non-Circular Cross Sections

The geodesic acoustic mode （GAM）, first predicted by Winsor, Johnson and Dawson in an attempt to explain some experimentally observed low frequency oscillations in stellarators, is a special electrostatic fluid mode with low mode number and coupled with the so-called geodesic curvature of a toroidally confined plasma. The recent on this mode are due to the close relevance of the stabi- lization of drift turbulence by both the zonal flow and the GAM. Previously, the GAM was illustrated in very simple geometries,     

Geodesic acoustic eigenmode for tokamak equilibrium with maximum of local GAM frequency

The geodesic acoustic eigenmode for tokamak equilibrium with the maximum of local GAM frequency is found analytically in the frame of MHD model. The analysis is based on the asymptotic matching technique.     

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基于托卡马克实验的L-H模转换过程中等离子体的输运特征,建立了一种简化的非线性等离子体输运模型。通过数值求解输运方程,得到了等离子体稳态温度分布剖面,成功模拟了托卡马克边缘输运势垒(ETB)的形成以及高辅助加热功率下的内部输运势垒(ITB)现象,并对比了有无输运势垒两种情况下托卡马克的能量约束效率。     

Cooling and transport of energetic ions due to the global geodesic acoustic mode

It is shown that (i) the destabilization of global Geodesic Acoustic modes (GAM or E-GAM) by passing energetic ions in tokamaks can be accompanied with a considerable energy transfer from these ions to the mode; (ii) the mode-induced slowing down of the energetic ions leads to a radial shift outwards/inwards of the ions moving in the direction counter to/of the plasma current, in spite of the fact that the canonical angular momentum of the particles is conserved during GAMs. Some practical consequences of these phenomena are discussed.     

HL-2A装置上超声分子束注入触发L-H转换的实验研究

利用具有定向速度的超声分子束注入技术,研究了HL-2A装置在较低加热功率条件下实现L-H转换的等离子体放电特征,从边缘密度分布的差异比较分析了普通送气和超声分子束注入对L-H转换的影响.实验结果表明,HL-2A装置上采用超声分子束注入可直接触发L-H转换,明显降低L-H转换功率.通过对大量实验数据的分析和整理发现,利用超声分子束注入实现L-H转换的最低加热功率,比同等条件下采用普通送气实现L-H转换的最低加热功率减少约10％.     

一维亥姆霍兹共振腔声子晶体中缺陷模式的实验研究

基于亥姆霍兹共振腔单元设计并制作了一种一维局域共振型声子晶体, 针对结构中存在点缺陷的情况, 进行了实验研究. 实验结果表明, 由于点缺陷的存在, 局域共振型声禁带中出现了缺陷模式, 并且在缺陷单元周围引起了能量的局域现象, 与理论结果符合较好. 缺陷单元从两个不同的方向趋近于完美单元时, 缺陷模式分别按照不同的规律变化, 但是越靠近禁带边缘, 所局域的能量就越多. 另外, 当缺陷单元共振频率小于完美单元共振频率时, 局域能量主要集中在声波导内; 反之, 局域能量则主要集中在共振腔内. 本研究对设计新型低频声滤波装置及高声强集中装置具有一定意义.关键词：亥姆霍兹共振腔声子晶体缺陷模式能量局域化