磁流体在非均匀磁场下的实验特性

由于磁流体中的磁性颗粒顺磁排布,在磁场作用下其表面自然形成山丘型结构.对小山丘结构的成因以及山丘属性进行理论分析,通过拍照技术与计算机PS技术相结合的方法,对山丘倾斜角度、高度、直径随磁感应强度、磁流体表面积、磁流体厚度、基液质量等参量的变化进行实验探究.结果表明:非匀强磁场中山丘倾斜角度的大小,取决于所在磁场磁感线的分布;山丘高度和直径与磁流体厚度、浓度、磁场强度密切相关.     

High-temperature nodal ring semimetal in two-dimensional honeycomb-kagome Mn2N3 lattice

The search for two-dimensional (2D) nodal ring semimetallic materials is a current research hotspot in spintronics, and designing a 2D nodal ring (NR) material with high Curie temperature ($T_{\mathrm{C}})$ and strong robustness to spin-orbit coupling (SOC) is an even greater challenge. Here, based on the first-principles calculations and symmetry analysis, we predict that 2D Mn$_{2}$N$_{3}$ is a nodal ring semimetal (NRSM) with three energy bands near the Fermi energy level consisting of electrons in the same spin channel. An electron-like energy band and two hole-like energy bands near the Fermi plane cross to form two NRs centered at the point $\varGamma $. Symmetry analysis shows that the spin-polarized NR semimetal is robust to SOC due to the conservation of horizontal mirror symmetry. Monte-Carlo simulations further demonstrate that the $T_{\mathrm{C}}$ of the 2D Mn$_{2}$N$_{3}$ reaches 530 K, well above the room temperature. Notably, the 2D Mn$_{2}$N$_{3}$ remains an NRSM on h-BN substrate. Our results not only reveal a general framework for designing 2D NR materials, but also promote further research in the direction of multifunctional quantum devices for spintronics.     

固有频率与共振频率影响因素及实验研究

从实验室常见的实验仪器烧杯入手,先测量烧杯的固有频率,然后在测得的固有频率附近寻找烧杯的共振频率,并研究了相关参量对烧杯系统共振频率的影响。实验结论表明:系统的共振频率与烧杯口径、烧杯所加液体质量以及烧杯中所盛放液体的表面张力有关。当烧杯中所加液体体积一定时,烧杯系统的共振频率与烧杯的口径成反比;当烧杯口径一定时,烧杯系统的共振频率与所加液体质量成反比;在使用相同口径的烧杯,并加入相同质量的甘油和水时,烧杯中所盛放液体的表面张力越大,共振频率越大。     

肝、肝癌及肝纤维细胞的荧光光谱及其荧光饱和强度分析

对肝细胞及肝病变细胞进行荧光光谱特性研究,能为早期筛查与攻克肝癌提供光谱学依据。实验目的包括,通过光谱实验获得细胞特异性荧光光谱;结合流式细胞仪获得最大饱和荧光强度与细胞直径的相关性。实验过程,首先使用荧光光谱仪来检测肝细胞、肝纤维细胞以及两种肝癌细胞;采用去拉曼散射的方法消除背景噪声,获得五种浓度下细胞荧光光谱;其次,使用流式细胞仪检测四种细胞直径的大小,根据双参数散点图分析四种细胞的直径特点;最后,利用高斯多峰拟合对比光谱差异,并且分析细胞直径对荧光饱和强度变化趋势的影响,得出细胞大小对荧光饱和强度非线性拟合曲线的影响规律。光谱实验发现,在550~750 nm之间,肝细胞存在两个特异性荧光峰,第一个峰值位于592 nm处,第二个峰位于682 nm处,且前者明显高于后者;肝癌,肝纤维细胞除具备与肝细胞相同位置的两个峰外,在726 nm处出现第三个特异性荧光峰,并在592 nm处获得最大激发光强,在726 nm处的荧光峰高于在682 nm处的第二个荧光峰;结合高斯多峰拟合法对峰值和各峰位置,以及峰型展宽进行分析。肝癌细胞和肝纤维细胞三个峰的展宽基本相同,正常肝细胞最大激发峰展宽略小于另三种细胞,但是682 nm处的小峰展宽略大于病变细胞;流式细胞仪实验结果显示,肝癌细胞直径大于肝纤维细胞大于肝细胞,同种浓度下荧光强度也是肝癌细胞高于肝纤维细胞高于肝细胞;利用非线性曲线拟合细胞最大荧光强度随浓度变化曲线,根据曲线斜率的变化规律,发现四种细胞的最大荧光强度会随着细胞浓度增大而增强,但是逐渐呈现荧光饱和状态。随着细胞直径增加,最大荧光强度饱和趋势更为明显,单个细胞自激发效率降低。结果显示,将细胞形态学与光谱学有机的融合,结合两种分析方式,能提高细胞判断的准确性和有效性。通过对肝细胞、肝癌细胞以及肝纤维细胞的荧光光谱特性进行研究,并结合细胞直径分析荧光饱和变化趋势,能够为肝病变细胞的研究提供一定的光谱学依据。     

无序中的对称性——诺奖得主帕里西工作解读

2021年度诺贝尔物理学奖授予三位科学家,真锅淑郎(Syukuro Manabe)、克劳斯·哈塞尔曼(Klaus Hasselmann)和乔治·帕里西(Giorgio Parisi),以表彰他们"发现了气候和其他复杂现象中的隐藏模式"。其中帕里西获得二分之一的奖金,获奖理由是"发现从原子到行星尺度的物理系统中无序和涨落之间的相互影响"。帕里西的自旋玻璃理论深刻地揭示了无序体系中的隐藏对称性,为文章介绍的重点。