数学归纳法与其在计算机科学中的应用北大核心

1引言数学归纳法是中学数学课程中的一个课题.我们通过一些有关整数的恒等式来学习归纳法.比如我们可以证明,对所有的整数n≥0,成立:0+1+2+3…+n=n(n+1)/2.我们假定,读者对这类证明已经很熟悉了为了完整,我们只对一些基础知识做一个系统的介绍,另一方面,归纳法在计算机科学的算法理论中有大量运用,我们希望通过介绍相关知识使读者看到数学对计算机科学的贡献,而且看到计算机科学不仅仅是编程序.     

太赫兹波段双频带手征性超表面的设计

提出一种具有巨旋光性和负折射特性的双频带手征性超表面结构,该手征性超表面由中间介质层和双层共轭卍字形周期排列而成;通过研究面电流密度分布,解释了巨旋光性和负折射率产生的原因;研究了手征性超表面单元结构的连续圆金属贴片半径和介质层厚度对该结构旋光性和负折射特性的影响。数值模拟结果表明:该结构在0.1～2 THz频率范围内有4个谐振频点,在谐振频点附近,平均折射率均为负值,实部幅值最大为-3.7;该结构在谐振频点附近显示了巨旋光性以及双频带的左旋圆偏振波和右旋圆偏振波负折射特性,最大偏振旋转角达到了122°,右旋圆偏振波折射率实部幅值可达-12.74。     

手征介质与陈绝缘体界面附近原子的自发辐射研究

对手征特异材料介质与陈绝缘体材料界面附近二能级原子的自发辐射特性进行了研究.推导计算了手征介质界面及其与陈绝缘体材料界面的反射系数矩阵,并根据并矢格林函数求得此环境下二能级原子自发衰减率的表达式.对手征介质和陈绝缘体材料特性参数影响下的原子自发辐射进行了数值计算,分别对平行和垂直于界面的偶极子自发衰减率进行讨论,并对辐射模式和消逝模式下的自发辐射进行了分析.结果表明,由于手征参量的存在,手征介质界面附近的原子自发衰减率与普通介质相比被增强.陈绝缘体则使得界面附近原子的自发辐射被明显抑制,且当手征参量较大时,陈绝缘体的抑制效应更加显著.     

原子核层次的手征对称性

对称性及其破缺是基本的科学问题。手征对称性在自然界中广泛存在，大至星系旋臂、行星自转，小到矿物晶体、有机分子、基本粒子，都与手征对称性密切相关。原子核层次的手征对称性概念于1997年提出，随后成为核物理研究的热点问题。目前，实验上已经在核素图上的80，100，130和190质量核区发现了30多例可能具有手征对称性的原子核。简要介绍原子核中的手征对称性概念；手性原子核的预言、识别以及实验验证；并通过展示手性原子核结构的多样性（M_χD），回顾了理论和实验研究进展；介绍最新发现的原子核中手性和空间反射对称性的联立自发破缺，对未来手性原子核研究的前景进行了展望。Symmetry and its breaking are basic scientific problems. Chiral symmetries are common in nature, for example, the macroscopic spiral arms of galaxies and the rotation of planets; the microscopic spirals of the mineral crystalline, the organic molecules and the elementary particles. The concept of chirality in atomic nuclei was first proposed in 1997. Since then many efforts have been made to understand chiral symmetry and its spontaneous breaking in atomic nuclei. Up to now, more than 30 candidates of chiral nuclei have been reported in the 80, 100, 130, and 190 mass regions. The concept of the chirality in atomic nuclei, the prediction, the signal, and the experimental verification of the chiral nuclei are briefly introduced; the recent theoretical and experimental progress are reviewed, in particular the existence of multiple chiral doublets (M_χD), i.e., more than one pair of chiral doublet bands in one single nucleus; the simultaneous spontaneous breaking of chiral and reflection symmetry in the newly observed atomic nuclei is introduced, together with a prospect on the future study on nuclear chiral symmetry.     

改进的PNJL模型下QCD的相图

Polyakov-Nambu-Jona-Lasinio（PNJL）模型是研究强相互作用物质性质的使用最为广泛的有效模型之一。在PNJL模型的基础上考虑了手征凝聚和Polyakov圈之间的纠缠作用，并且引入了化学势修正的Polyakov有效势，由此得到了化学势依赖的entangled PNJL（μEPNJL）模型。在平均场框架下的计算结果表明:相较于原始的PNJL模型，由μEPNJL模型计算得到的临界点（CEP）朝着温度更高、化学势更小处移动，并且手征对称性恢复相变和退禁闭相变在较大的化学势范围内都重合得很好。通过与STAR合作组在相对论重离子对撞机（RHIC）上进行的净质子数分布的测量结果相比，可以发现，通过适当的参数调节，由μEPNJL模型计算得到的CEP更加靠近实验预言的CEP可能存在的区域。Polyakov-Nambu-Jona-Lasinio (PNJL) model is one of the most popular effective quark models to investigate the properties of strongly interacting matter. Based on the PNJL model, we consider the entanglement interactions between the chiral condensate and Polyakov-loop, as well as the chemical potential modification of Polyakov-loop potential simultaneously, which is named μEPNJL model. Compared with the original PNJL model, the calculations in the mean field approximation show that the critical end point (CEP) given in the μEPNJL model moves towards higher temperature and smaller chemical potential in the T-μ phase diagram. Besides, the chiral symmetry restoration and deconfinement phase transition coincide well in a wide range of chemical potential. Comparing our calculations with the measurement of the moments of net-proton multiplicity distributions at Relativistic Heavy-Ion Collider (RHIC) by STAR Collaboration, we find that the CEP given by μEPNJL model can be closer to the range predicted by the experiment through appropriate parameter adjustment.     

关于电子稿件

<正>为了使本刊的编辑、排版和校对工作减少出错,负责为本刊排版的鑫华星图文设计有限公司在排版过程中会通过电子邮箱向作者收集电子稿件。请作者朋友们能积极配合我们的工作,按时将您的电子稿件发到鑫华星图文设计有限公司的电子邮箱中(手写稿除外),以便使《中学生数学》的排版工作能够顺利进行。谢谢广大作者朋友的支持!     

“看见”一种新型的二维冰结构

 固体表面与水(冰)形成的界面是自然界中最常见的界面之一。它直接或者间接地影响到我们的日常生活以及工业技术的方方面面,对于该问题的科学研究涉及表面物理、大气化学、环境科学等多个领域。其中,水在固体表面发生的多相结晶过程是人们研究水和固体界面的一个重要方面。在地上,这种结冰过程能形成美丽的冰川,也会导致路面和铁轨结冰而阻碍交通;在空中,这种结冰过程是大气层循环中的一个重要组成部分,同时也是很多起飞机事故的元凶。     

Transport properties of a ladder with two random dimer chains

We investigate the transport properties of a ladder with two random dimer (RD) chains. It is found that there are two extended states in the ladder with identical RD chains and a critical state regarded as an extended state in the ladder with pairing RD chains. Such a critical state is caused by the chiral symmetry. The ladder with identical RD chains can be decoupled into two isolated RD chains and the ladder with pairing RD chains can not. The analytic expressions of the extended states are presented for the ladder with identical RD chains.     

零折射率手征包层光纤中导模的奇异特性

对零折射率手征介质(介电常量和磁导率同时等于零的手征介质)作为包层的光纤中模式的奇异特性进行了理论研究.给出了导模的电磁场分布公式,推导出导模色散方程和功率的数学表达式,通过数值计算,给出了不同手征参量情形下的色散曲线,讨论了手征参量对归一化功率的影响,发现了导模的一些奇异特性,如存在表面波模、基模单模区,出现传播常量...     

中微子的螺旋度反转

庆祝著名物理学家Maurice Goldhaber百岁生日的文章,该文的作者是Maurice Goldhaber本人(前美国布鲁克海文国家实验室主任)和他的儿子Alfred Scharff Goldhaber(美国纽约大学石溪分校杨振宁理论物理研究所教授).在文章中,Goldhaber父子阐明了粒子的螺旋度和手征性