费米子的相对论自旋输运理论

在重离子碰撞中,自旋轨道耦合可以导致整体极化现象.自从2017年,STAR工作中发现超子Λ在Au+Au碰撞中的整体极化,整体极化效应引起了学术界的广泛关注.整体极化效应的微观产生机制可以利用粒子之间非定域的散射过程来描述：在重离子碰撞中产生了热密物质,热密物质中的粒子之间通过非定域的碰撞过程实现了轨道角动量向自旋角动量的转换,从而导致散射后的粒子自旋极化.为了描述这一微观过程,在相空间描述自旋轨道耦合更加方便,而自旋轨道耦合又是一种量子效应,所以基于协变维格纳函数的量子动理学理论将是描述整体极化现象的有力工具.本文介绍了基于维格纳函数的量子动理学理论以及自旋输运理论.近期自旋输运理论的发展为以后数值模拟自旋极化现象的时空演化提供了理论基础.     

量子体系的相空间规范变换

外尔于1918年引入的规范变换实际上是相位变换而非真正的尺度变换,但规范不变性、规范理论等概念都沿袭了下来。我们发现,针对由量子化条件[x,p]=ih而来的量子体系之本征值问题存在规范变换,或者说尺度变换,x→x/α,p→αp,该变换保体系的能量谱不变。量子谐振子、氢原子问题及一类多体问题的精确解析解证实了这一点。量子化条件[x,p]=ih看来是个对量子力学很强的约束,不止于能量的量子化。这个规范变换提醒我们相空间的体积及其量子化才是物理的关键,这也是量子力学和统计物理在潜意识里一直沿用却未予关注的思路。有趣的是,从量子谐振子体系的相空间表述似乎不能导向这个结论。如同规范理论所断言的电磁学量在给定坐标系下的数值表征与标度无关,我们认为量子体系的物理量,如能量谱等,在给定坐标系下的数值表征亦应与标度无关。此尺度变换与德布罗意关系相恰。     

双面爆炸焊接的数值模拟

双面爆炸焊接一次起爆可同时焊接两组复合板,而且使炸药临界厚度显著降低,提高了炸药的能量利用率,解决了爆炸焊接现存的高噪低效问题。借助ANSYS/LS-DYNA动力学分析软件,运用光滑粒子流体动力学方法(SPH)与有限元(FEM)耦合算法,对双面爆炸焊接进行了三维数值模拟,并将模拟结果与实验结果和理论计算结果进行了对比。结果表明,数值模拟结果与实验结果较吻合,且与Deribas的理论计算结果一致性较好,说明Deribas公式和SPH-FEM耦合方法对双面爆炸焊接具有较好的指导意义。     

非铁电压电复合陶瓷SrTiO3-Bi12TiO20（ST-BT）的正电子湮没谱学研究

采用传统陶瓷烧结工艺成功制备出新型非铁电压电复合陶瓷SrTiO₃-Bi₁₂TiO₂₀（ST-BT）,利用正电子湮没技术,对ST-BT复合陶瓷烧结过程进行了研究,讨论了烧结过程中材料内部的缺陷变化特征,给出了烧结温度对该复合陶瓷结晶度和缺陷结构的影响.发现烧结温度在860—940℃,烧结时间为3 h的实验条件下,ST-BT复合陶瓷已趋于稳定,出现了大量的单空位型缺陷.烧结温度超过980℃将引起Bi₁₂TiO₂₀相的大量分解,杂相的出现造成缺陷的聚集,形成大尺度的微空洞.实验结果表明,烧结温度在920—940℃的烧结条件下,ST-BT复合陶瓷的结构特性及压电性能均表现出较好的稳定性.     

微型电子回旋共振离子源的全局模型

微型电子回旋共振(electron cyclotron resonance, ECR)离子源在紧凑型离子注入机、小型中子管、微型离子推进器等领域有着十分广泛的应用.为了深入认识微型ECR离子源的工作机理,本文以北京大学自主研制的一款微型氘离子源作为研究对象,以氢气和氘气放电形成的等离子体为例,发展了一种基于粒子平衡方程的全局模型.研究结果表明,该离子源束流成分与离子源的运行气压和微波功率有着很强的依赖关系.对于氢气放电等离子体,微波功率低于100 W时,离子源可以分别在低气压和高气压情况下获得离子比超过50%的H~+₂离子束和H~+₃离子束;当微波功率高于100 W时,可以在很宽的运行气压范围内,获得质子比超过50%的束流.因此,提高微波功率是提高微型离子源质子比的关键.对于氘气放电等离子体, 3种离子比例对运行气压和微波功率的依赖关系与氢气放电等离子体的规律基本一致.但是在相同的运行条件下, D~+比例比H~+比例高10%—25%.也就是说,在微型氘离子源的测试和优化过程中,可以利用氢气代替氘气进行实验,并将质子比测量结果作为相同条件下氘离...     

有质弹簧缓慢腐蚀过程中的浸渐不变量及其电学推广

本文探讨并解出了有质弹簧缓慢腐蚀过程中的浸渐不变量,基于该模型推广到了平行板电容器中的电解质液体缓慢腐蚀情形下的浸渐不变量.求解过程中所包含的数学方法和物理思想能够为经典物理的量子化提供了可行的方向,此外该模型也可以简单地推广到磁介质退化情形下的浸渐不变量.     

应急疏散动力学研究的意义与进展

正1.应急疏散问题的提出中国大陆的城市发展已进入快速增长期,城市规模迅速膨胀,高层、大型建筑物日益增多,人员高度密集,在开放场合和建筑物内的以过度拥挤踩踏等为代表的非常规突发事件的危险性和危害性日益严重,使得大陆公共安全面临严峻挑战。例如2014年12月31日,因很多游客市民聚集在上海外滩迎接新年,上     

强相互作用自旋-轨道耦合与夸克-胶子等离子体整体极化

在非对心相对论重离子碰撞中,参与反应的原子核物质系统具有巨大的初始轨道角动量,经过强相互作用的自旋-轨道耦合,这一巨大的轨道角动量可以转化为产生的夸克-胶子等离子体的整体极化.整体极化效应在理论上提出后,首先被美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机上的STAR实验所证实,激发了人们对相关问题的研究,成为重离子碰撞物理研究的一个新方向——重离子碰撞自旋物理.本文简单回顾了整体极化原始基本思想、理论计算体系与主要结果以及近几年的理论进展.     

CVD金刚石辐射探测器研制及性能测试

电学性质优异的金刚石膜是理想的辐射探测器材料,用自支撑金刚石膜研制了辐射探测器,进行了探测器的性能测试.探测器采用的是"叉指"状共面型电极结构,探测器的有效探测区面积为3mm×3mm,探测器的连接接口是L16电缆头.探测器暗电流与电压呈线性变化的关系,表明金属电极与金刚石基底之间是欧姆型电接触.当两电极之间的电场场强为30kV/cm时,探测器的暗电流仅约为0·1nA,探测器信号的上升时间为590ps,探测器的灵敏度约110mA/W,而且探测器有较好的剂量率线性特性.     

D介子稀有衰变研究

利用工作在北京正负电子对撞机(BEPC)上的北京谱仪(BES)收集到的33pb^－1的Ψ(3770)数据,寻找D介子味道改变中性流(FCNC)和轻子数不守恒(LNV)的稀有衰变, 包括4个D⁰介子的衰变模式(K⁰e⁺e^－,Φe⁺e^－,ρ⁰e⁺e^－和K^*0e⁺e^－)和6个D⁺介子的衰变模式(K^－e⁺e⁺,K⁺e⁺e^－,π^－e⁺e⁺, π⁺e⁺e^－,K^*－e⁺e⁺和K^*+e⁺e^－). 没有发现信号,给出90%置信水平的上限. 其中, D⁺介子的两个衰变模式D⁺→K^*－e⁺e⁺和D⁺→K^*+e⁺e^－的上限是首次测量.