2019年诺奖解读：物理宇宙学

 2019年10月8日，瑞典皇家科学院宣布将今年的诺贝尔物理学奖的一半授予詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles），以表彰他在物理宇宙学方面的理论贡献和发现。詹姆斯·皮布尔斯，1935年生于加拿大温尼伯，现为美国普林斯顿大学教授。在过去几十年中，他在宇宙微波背景辐射（CMB），宇宙中的结构形成，暗物质和暗能量等众多方向做出了重大贡献。他是现代宇宙学大厦的主要奠基者之一。     

太阳运动模拟平台的单片机控制

针对用太阳运动模拟平台实现太阳运行位置的全面预测和重现这一问题,提出了采用单片机对该平台进行控制,电机通过变频实现不同时间段不同速率运动模拟太阳运行轨迹的方法。根据输入日期计算出太阳的高度角和方位角,并转换为驱动电机的脉冲数和频率,电机带动执行机构运动使模拟光源到达预定位置。用编码器测量电机实际脉冲,定期进行误差校正来提高系统的稳定性和精度,减少误差。经过实验验证,该平台能够使模拟光源按照预计的轨迹运动,得出该方法是可行的,所设计的程序具有可靠性的结论。     

固相萃取-超高效液相色谱-电喷雾串联质谱法同时检测尿样中的麻黄碱和N-甲基麻黄碱

建立了固相萃取-超高效液相色谱-电喷雾串联质谱(SPE-UPLC-ESI MS/MS)联用方法,定量测定尿样中的麻黄碱和N-甲基麻黄碱。样品经Oasis MCX柱提取、纯化和富集后,采用电喷雾(ESI)离子源电离,正离子多反应监测(MRM)模式质谱进行定性和定量分析。麻黄碱和N-甲基麻黄碱在0.0250~2.50 μg/L质量浓度范围内线性关系良好,线性相关系数分别为0.9998和0.9992,提取回收率高于80%,提取效率的RSD小于5.0%,检出限均达到0.01 μg/L,可大大延长尿样检材中麻黄碱和N-甲基麻黄碱的检测周期。结果表明,该方法快速、准确,为尿液中痕量麻黄碱和N-甲基麻黄碱的分析提供了灵敏的分析方法。     

含羧基的含氟嵌段共聚物的合成及表面性能研究

利用原子转移自由基聚合反应以及随后的大分子链中叔丁酯基团的水解反应,合成了一系列具有不同含氟量和羧基含量的二嵌段共聚物,并分别通过GPC, ¹H NMR和FT-IR对共聚物的组成和结构进行了表征.进一步考察了这些含羧基或羧酸钠基团的含氟嵌段共聚物在吡咯烷酮或水中的溶解性能、临界胶束浓度、表面活性、达到饱和吸附时每个分子在表面所占据的面积,以及成膜后的临界表面张力等性能.实验结果表明,此含氟嵌段共聚物能显著降低吡咯烷酮和水的表面张力,成膜后表现出与聚四氟乙烯极为接近的低表面能特性.     

超临界二氧化碳中含氟聚合物的合成*

超临界二氧化碳是廉价、低毒、不易燃、易回收、环境友好的惰性聚合介质,是传统有机溶剂的替代品。尤其是有望成为含氟单体的聚合溶剂,以替代目前使用的氟氯烃。本文详细地介绍了近年来以超临界二氧化碳为介质的氟烷基丙烯酸酯类单体和氟烯烃类单体的聚合反应研究,其中涉及氟烷基丙烯酸酯类单体的均聚和共聚,可熔融加工的四氟乙烯聚合物,离子交换树脂,偏氟乙烯的均聚和共聚合等。研究表明在超临界二氧化碳中的含氟单体的聚合反应有其它溶剂体系无法比拟的优点。     

基于双重傅里叶级数的混沌SPWM频谱量化分析

混沌SPWM控制因其可以有效地降低变换器的电磁干扰而得到越来越多的关注,目前对于电磁干扰效果的分析主要以仿真和实验为主,缺乏一种量化的分析方法.本文利用双重傅里叶级数的方法,首先给出了多周期及准随机SPWM的频谱量化表达式,并且针对多周期SPWM进行了频谱计算与仿真的对比验证,然后本文将此计算方法拓展应用到混沌SPWM中,并分析了混沌频谱计算的可行性.为了验证不同映射及不同载波周期波动范围对频谱的影响,文中选择了常用的Tent和Chebyshev映射分别进行了对比实验,实验结果表明,载波周期波动范围对扩频效果具有较大的影响,而且从长期看,混沌序列的分布概率密度会影响扩频的效果,从短期来看,序列的初始值选取也会对扩频效果有较大影响.本文的频谱分析方法对混沌SPWM抑制电磁干扰原理提供了一定的理论基础,而且可以为其工程实践提供设计参考.     

味普适TC2模型与轻子味破坏衰变Z→lilj

讨论计算了味普适TC2模型预言的额外U(1)规范玻色子Z′对轻子味破坏(LFV)衰变Z→lilj过程的贡献.结果表明Z′对此过程有较大贡献,在合理的参数取值范围内,Z→τμ和Z→τe的分支比可以接近实验测量值的上限,而Z→μe过程的实验测量值上限给味普适TC2模型自由参数以严格的限制.     

原初引力波与阿里探测计划

正2016年3月公布的我国"十三五"规划纲要中列入了"强化宇宙演化、物质结构、生命起源、脑与认知等基础前沿科学研究",从国家科技发展的战略高度肯定了宇宙演化等基础前沿科学的重要性。不久前的2016年2月11日,LIGO实验组和美国自然科学基金委员会联合宣布探测到来自于13亿年前由两个黑洞并合产生的引力波,这是人类第一次直接探测到引力波,可谓一项里程碑式的发现。     

致幻药物-甲基安非他明拉曼散射的研究

在室温环境下，首次利用显微拉曼散射技术测得致幻药物－甲基安非他明的拉曼散射谱。研究分析了甲基安非他明分子的拉曼散射谱，对分子中的主要振动模式进行了识别。在优化条件下，得到甲基安非他明最小检测量为１０－１２ｇ左右。研究结果还表明：显微拉曼光谱技术对于研究微量药物，具有检测灵敏度高、时间短、样品非破坏性等特点。     

全氟磺酸离子交换膜的制备与性能研究

采用四氟乙烯、六氟丙烯和全氟磺酰基乙烯基醚共聚合成了全氟磺酸离子交换树脂,通过溶液浇铸法将其制成全氟磺酸离子交换膜(PSALM)。PSALM膜显示出优良的力学性能、电化学性能以及化学稳定性。TGA测试结果表明,PSALM膜的初始热分解温度超过400℃;DSC测试结果显示,膜中存在微观相分离,该膜具有三个热转变温度,分别对应于非晶区、离子簇区和结晶区。