基于极化电子散射的分子手征效应研究

手征(chiral)概念是许多科学领域所关注的焦点,其研究也是探索生命起源和生命活动最吸引人的研究方向之一.本文简要介绍近几年基于极化电子散射实验的分子手征效应研究的实验方法及结果,并展望了该领域的实验发展前景,以希望能在高灵敏度及新实验方法基础上更深入研究手征效应的物理内容.     

手征参数对光纤中模式特性的影响

对圆芯和包层都是手征介质的阶跃型手征光纤进行了解析求解，导出了模式特征方程，给出了手征光纤中模式场，光强和光功率分布的表达式。分别研究了纤芯和包层中的手征参数对模式特性的影响．。     

中高能重离子碰撞中的电磁场效应和手征反常现象

重离子碰撞可以产生极强的电磁场和高温高密量子色动力学(QCD)物质,诱导很多重要手征反常现象,例如手征磁效应和手征磁波.本文围绕手征反常现象中的诸多物理要素,详细介绍包括相对论重离子碰撞中不同碰撞系统和能量下的电磁场特性、同质异位素碰撞中寻找手征磁效应、手征磁波特性、中低能重离子碰撞中磁场效应等一系列与电磁场和手征反常现象相关的理论研究成果.相关研究有助于实验中寻找强相互作用中的电荷宇称(CP)破缺的证据,加深对QCD真空涨落和宇宙中正反物质不对称问题的理解.     

自旋与手征动力学的输运模拟研究

自旋相关的物理是多个研究领域的热门课题。核子和夸克都是自旋为1/2的费米子,在非对心重离子碰撞中受到自旋-轨道相互作用以及磁场的影响,会产生有趣的自旋动力学,特别是在垂直于反应平面方向上会出现自旋极化。在相对论重离子碰撞中,由于产生了极端的高温高密环境,夸克可以近似看作无质量粒子,此时自旋动力学过渡为手征动力学。在外界电磁场、涡旋场作用下以及在电荷与手征荷不对称的条件下,会产生一系列手征反常效应。本文介绍我们课题组基于输运模拟在自旋与手征动力学方面开展的一系列研究工作,包括中能重离子碰撞及相对论重离子碰撞中粒子的自旋极化、理想体系及相对论重离子碰撞中的手征磁波等。     

强磁场与涡旋场中的夸克胶子物质

相对论重离子碰撞可以产生高温的夸克胶子物质,同时也产生极强的电磁场和流体涡旋。在强电磁场和涡旋场中的夸克胶子物质呈现出新奇的宏观量子现象,比如手征磁效应、手征涡效应、手征分离效应、手征电分离效应、自旋极化现象等。它们一方面给我们提供了可以探测高温下量子色动力学的非平庸规范场拓扑结构、强相互作用的宇称破坏、夸克胶子物质中的自旋动力学等的实验手段,另一方面也与物理学其他分支,比如粒子物理、凝聚态物理、天体物理、冷原子物理等发生紧密联系,形成新的交叉研究领域。本文旨在对这些宏观量子现象的产生机制以及它们在相对论重离子碰撞中的探测等做一回顾和展望。特别地,我们揭示出重离子碰撞的磁场强度可以达到$10^{18}\sim 10^{20}$ G,流体涡旋可以达到$10^{22}$ s–1;这是我们已知当前宇宙中最强的磁场和流体涡旋。我们定量地对同量素碰撞实验做了分析,发现即便背景比例达到93%以上,当前的同量素碰撞实验仍然可在大约$3\sigma$的显著性水平上判断是否有手征磁效应的发生。我们系统地给出了满足因果律的自旋流体力学方程,并推导了其中的集体激发模式,这将有助于理解超子自旋极化中出现的符号问题。     

极化电子与分子碰撞中的手征效应研究进展

本文回顾极化电子与分子碰撞中的手征效应研究进展。着重描述电子二色性的特征、理论背景、实验方法和最近的实验结果     

核物理中的手征微扰论

手征微扰论是基于量子色动力学的低能有效理论 ,已成为核物理和低能粒子物理研究的有力方法 .简单介绍了手征微扰论的基本概念、方法和应用 ,特别是近年来重子手征微扰论的形式发展和一些应用中的前沿问题. Chiral Perturbation Theory (CHPT), as a low-energy effective field theory based on QCD, is a powerful tool in the investigation of the nuclear and particle physics. We present an introduction to the basic idea, the method and the application of CHPT, and emphasize the recent development in the formalism and the application of baryon CHPT.     

极化电子与分子碰撞中的手征效应研究进展

本回顾极化电子与分子碰撞中的手征效应研究进展,着重描述电子二色性的特征,理论背景,实验方法和最近的实验结果。     

椭圆芯手征光纤的基模特性研究

对椭圆芯手征光纤进行了严格的求解，得到了模式场的解析解；推了了模式特征方程；并对基模的偶模和奇模特征方程进行数值求解，研究了手征参数对不同椭圆比下基模的色散曲线，双折射，模间色散等特性的影响。     

单模手征光纤研究

对圆芯和内外包层都为手征介质构成的双包层手征光纤（W型）进行了解求解,导出了模式场解及模式特征方程,然后用数值计算的方法研究了手征参数对模式的色散曲线和截止频率的影响,结果发现在双包层光纤的纤芯中引入手征或在单包层光纤的包层中引入手征,都可以实现单模工作。     

用手征么正法研究J/Ψ→■~(*0)(892)K~ π~-衰变

作为手征微扰论的推广,手征么正法不仅自由参量少,而且又能很好地解释更高能的实验,特别是共振态的出现。对J/Ψ→■*0(892)K π-衰变过程的计算,其结果与实验较为符合,重现了K*0(892)共振态过程。     

光纤-手征光纤耦合光波导偏振响应特性的实验研究

在 D形微孔光纤中注入手征液体 ,制作出了光纤 -手征光纤耦合光波导。对其输出端的偏振响应特性进行测试发现 ,与未注入手征液体的 D形微孔光纤相比 ,传播的光矢量方向发生了旋转。这种效应是由光纤与手征光纤相互耦合而引起的 ,将有可能应用到许多新器件的制作中     

原子核是否存在手性

手征对称性在自然界中广泛存在,如人类的手,某些化学和药物分子以及海螺壳等都有手征性,原子核中的手征对称性概念于1997年提出,随后成为核物理研究之中的热点问题,文章简要介绍了原子核中的手征对称性概念,以及如何判断原子核中的手征对称性破缺,回顾了最新的理论和实验研究进展,并对未来理论和实验方面所需解决的问题进行了简单小结.     

相对论重离子碰撞手征电荷分离效应的研究

相对论重离子碰撞的拓扑荷作用破坏作用平面两侧不同手征性的夸克数目的平衡,从而引起P和CP破坏特征。本工作主要分析RHIC和LHC能区的手征电荷分离作用,分析手征电荷分离随碰撞中心度、碰撞能量和核屏蔽等依赖关系。并未发现手征电荷分离效应与碰撞能量大小有非常紧密的依赖关系,但发现核屏蔽效应对手征电荷分离有重要的影响,与不考虑屏蔽效应相比,考虑屏蔽效应会使手征分离效应明显压低,由于屏蔽效应出现,使得a₊₊（a_--）的分布与a_+-（a_-+）分布并不对称。并且还发现手征分离效应主要发生在碰撞参量较大的周边碰撞,越接近中心碰撞,手征分离效应几乎可以忽略。The topological charge interactions in relativistic heavy ion collisions cause quark chirality imbalance, resulting in charge separation under the strong magnetic field and local P and CP violation. In this paper, the chiral charge separation at RHIC and LHC energies is systematically analyzed as functions of the collision centrality, the collision energy and the nuclear shielding factor. It is found that there is not a very close dependence of the chiral charge separation effect on the collision energies, but that has an important dependence on nuclear shielding factor. Compared with the non-shielding effect, the shielding effect can reduce the chiral separation effect obviously. Due to the shielding effect, the distribution of a₊₊(a_--) and the distribution of a_+-(a_-+) are asymmetric. One also finds that chiral separation effect, which is almost negligible when more close to the central collision, occurs mainly in the peripheral collision for larger impact parameter.     

光轴平行于界面的单轴手征介质中的负折射研究

研究了光轴平行于界面时单轴各向异性手征介质中实现负折射的条件, 并详细分析了该介质中两个本征波在不同电磁参数和手征参数下折射角随入射角的变化规律. 结果表明, 利用单轴各向异性手征介质实现负折射, 条件更加宽松, 甚至在弱的手征参数下也可能实现负折射, 且在不同的介电常数、手征参数和入射角下, 该手征介质中两个本征波的相折射角存在很大的差异, 在特殊条件下, 某一个或两个本征波不能在介质内传播.     

利用格点量子色动力学研究手征平滑过渡温度和手征相变温度

回顾了最近关于手征平滑过渡温度和手征相变温度的研究结果。首先给出了在零重子化学势能下的手征平滑过渡温度为156.5(1.5) MeV,其次,给出了在非零重子化学势能下手征相转变曲线的二阶及四阶曲率分别为0.012(4)和0.000(4)。接着讨论了在格点QCD中第一次得到的量子色动力学的手征相变温度。在热力学极限、连续极限及手征极限下,我们得到手征相变温度为132$^{+3}_{-6}$ MeV。     

填充多层互易手征介质金属同轴线传播特性

 采用在圆柱坐标系中分离变量的方法，推出填充多层互易手征介质的金属同轴线各层电磁场之间的关系，得到其模式特征方程和圆波导模式特征方程，给出了填充两层手征介质金属同轴线部分模式的色散特性的数值计算结果，分析了手征介质参量及两层手征介质厚度变化等对手征同轴线传播特性的影响。如果互易手征介质的手征参数等于零，可得填充普通介质的同轴线的模式特征方程。与填充普通介质的同轴线中的模式相比，手征同轴线中的模式发生了分叉。当同轴线中所填介质的折射率增大时，其模式归一化截止频率和进行基模单模传输的带宽归一化频率都将减小。     

实验探索原子核中手征与空间反射对称性的联立自发破缺

原子核的手征对称性和空间反射对称性研究是近来原子核结构研究的前沿热点问题,吸引了大量的实验和理论研究。通过在束伽玛谱学的实验方法,在原子核78Br中发现了两对宇称相反的手征双重带,以及它们之间表征八极关联的电偶极跃迁。这是首次在原子核中发现了八极关联的多重手征带,给出了原子核存在手征对称性和空间反射对称性联立自发破缺的实验证据。Spontaneous symmetry breaking is a fundamental concept in nature. Chiral Symmetry Breaking and reflection-asymmetry in nuclei has been a subject of intensive experimental and theoretical investigation. Two pairs of positive-and negative-parity doublet bands together with eight strong electric dipole transitions linking their yrast positive-and negative-parity bands have been identified in 78Br by means of in-beam gamma-ray spectroscopy techniques. These four rotational bands are suggested as multiple chiral doublet bands with octupole correlations. This observation indicates that nuclear chirality can be robust against the octupole correlations. It is of highly scientific interest to search for the chirality-parity quartet bands in nucleus with both stable triaxial and octupole deformations.     

单轴各向异性手征介质平板的反射和透射特性研究

研究了光轴平行于界面的单轴各向异性手征介质平板对平面电磁波的反射和透射特性, 推导出了反射和透射系数(功率)公式; 按介电常数的正负分4种情形给出了反射和透射功率曲线; 讨论了手征参数对反射和透射特性的影响, 特别是给出了伪布儒斯特角与手征参数的变化关系曲线. 关键词： 单轴各向异性手征介质 手征参数 伪布儒斯特角 反射和透射     

双层金属线平面手征结构的强旋光性和负折射率研究

提出一种由四重对称的金属线构成的双层平面手征结构,并对两层金属线之间旋转角θ和介质层厚度h进行了优化. 数值模拟结果显示,在一定的θ和h下,该结构在近红外波段具有极强的旋光性和大的手征参数,且在一定的波段范围内具有负折射率. 关键词： 手征介质 旋光性 手征参数 负折射率