分数电荷问题

分数电荷(fractional　charge)是指比电子电荷小的电荷,这种电荷是否存在,目前还没有定论。这里介绍一些有关的情况。 1.1910年,Millikan在他的文章中提到,“我曾把对一个显然是带单电荷的液滴的、不确定的和不能重复的观察舍去,这次观察给出该液滴上电荷的值比e的最终值约小百分之三十。” [1]他认为该液滴太小,蒸发太快,因而他得出的数据不好。 从Millikan那个时代起,就不断有人提出小于电子电荷存在的证据[2],但都经不起考验而没有被承认。 2. 1964年,美国物理学家 M. Gell-Mann提出强子由夸克(quark)组成的理论[3],预言夸克有多种,它…     

物质中的分数电荷

引言自从1964年Gell-Mann和Zweig假设强子由两个或三个“夸克”构成,夸克本身可有2/3e或-1/3e分数(电子)电荷e。这种假设放在SU(3)群论基础上,可以阐明由实验发现的许多“基本粒子”的结构。它的成功,一方面鼓励学者做出一些对强相互作用与弱相互作用及电磁相互作用的统一理论,另一方面激发实验物理学家去寻找像夸克的分数电荷存在的证据(参看图1,图2)。     

分数电荷存在吗?

1977年,斯坦福大学的Fairbank小组把超导铌球悬浮于磁场中,认为观察到了自由的1/3电荷(以e为单位),该组在后来的实验中获得了相同的结论[1].但到目前为止,其它类似的实验却得到相反的结果.最近的一个例子是加州大学和三藩市州立大学十位科学家合作的实验[2],他们考察了十万个悬浮的汞球,没有看到分数电荷. 要确立一个物理实验结果,首先是实验本身的周密性和重复性要经得起考验.同样地,要否定它也得经过严格的科学实验过程.分数电荷的存在问题,还没有最后定论.分数电荷存在吗?@林磊[ 1 ] G. S. Larue, J. D. Phillips and W. M. Fairbank…     

有限宽度布拉格原子层中光子囚禁与移动孤子的研究

研究二能级原子层宽度对一维共振吸收布拉格反射镜中自感应透明光孤子形成的影响.结果表明：在有限宽度的二能级原子层中仍可激发稳定的移动孤子，其激发条件对原子层宽度依赖不大；然而静止孤子的存在条件却敏感地依赖于原子层的宽度，二能级原子层宽度只有小于某一特定值时，光脉冲才能演化成静止孤子. 关键词： 有限宽度 周期结构 移动孤子 静止孤子     

掺杂聚乙炔中的电荷转移与孤子、极化子等非线性元激发

导电聚合物中的π电子可以通过掺杂离子的桥梁作用及链间耦合作用在链与链之间转移.在给定掺杂离子浓度下,研究了聚乙炔链的基态,孤子,极化子等非线性激发态与链上净电荷之间的关系.指出了Peierls电子-声子相互作用、掺杂离子与π电子的库仑相互作用等对体系的不同影响. 关键词：     

双电荷交换反应与双重子共振态

提出了核双电荷交换反应的双重子共振态的反应机制,成功地解释了长期以来一直困惑着人们的共振区反应的角分布的实验结果.说明了共振区核双电荷交换反应是寻找双重子共振态的一个可能的途径.     

一维介观结链中的双电荷孤子

采用半经典模型研究了一维介观结链中两个岛上各存在一个剩余电子时的电势分布,发现在一维介观链中存在双电荷孤子.双电荷孤子的主要特征是它的电势峰发生了劈裂,形成双峰,两峰在通常情况下不等高.研究了双电荷孤子电势峰和阈电压对一维介观结链结构参数的依赖关系.提出了研究双电荷孤子的等效单电荷孤子方法,表明在等效电荷区域,双电荷孤子的电势分布与等效单电荷孤子在同一区域的电势分布相同. 关键词： 双电荷孤子 介观结 单电子效应     

准粒子分数电荷的实验证明

在分数量子Hall效应中,Hall电导是量子化的.此效应最普遍的现象首先是在一个半导体的GaAs-AlGaAs异质结中的二维电子气中观察到的,即Hall电阻随着磁场强度的增加呈台阶形上升.此台阶的梯级高度与(p/q)e2｜h形式的 Hall电导值相当,出现台阶时,磁场值对应着每个电子有q｜p个磁通量子的情形,其中p和q是整数。且q通常是奇数. 二维电子气在强磁场中的Hall电导是量子化的,按照 Robert Laughlin的理论,这是因为当磁场与每个电子有q｜p个磁通量子的情形对应时,二维电子气的基态能有极小值,也就是在Hall电导发生台阶跳变时的磁场值处有极小值.…     

一维介观结链中电荷孤子的控制

研究了一维介观结链中的电势分布随各岛上门电压和电子数分布的变化关系,并发现在一个岛上加一个门电压会产生一个静电势孤子.通过调节门电压可以较好地控制静电势孤子的形状及其位置,从而达到对电荷孤子的有效控制. 关键词： 电荷孤子 介观结 单电荷隧穿     

寻找磁单极子和分数电荷(下)

2.磁单极子 电荷和电偶极子在自然界里比比皆是.但是,实验上从来没有证实过孤立磁荷的存在[1].磁仍极子是十分普通的,但把一个磁偶板子分成两个,并不得到两个相反的磁荷,而是得到两个更小的磁偶极子.电和磁之间的对称性是人们所向往的一件好事情,所以,物理学家们愿意相信,磁单极子(磁荷)是存在的.不过,如果没有确实的实验证明,就无法作出这样的结论. 存在磁单极子的一个有说服力的理论论证,是1931年狄拉克(P.A.M.Dirac)提出来的[2].他考虑在一个磁荷的场中的单个电子,发现量子力学(角动量的量子化)要求基本电荷(e)和基本磁荷(g)之间成立如…     

铌球带有分数电荷的进一步证据

一年多以前,美国斯坦福大学物理系的费尔班克(Fairbank)等人宣布[1],他们在超导铌球的磁悬浮实验中,发现了超导铌球带有分数电荷的实验证据.因为到目前为止,几乎所有寻找分数电荷的实验得到的都是否定的结果[2],因而他们的实验引起了很大的兴趣.最近,他们利用改进了的实验装置,精确地决定了所有的背景电偶极力,再次宣布有进一步的实验证据表明铌球带有分数电荷-1/3e,他们测量到的分数电荷是(0.345±0.035)e及(0.304±0.040)e[3]. 费尔班克等人的实验和测定电子电荷的经典密里根(Millikan)实验在原理上十分相似,只是方法上有所不同.在经典的…     

寻找磁单极子和分数电荷(上)

1.分数电荷 量子化电荷的首次测量是1909年密立根(R.M.Millikan)所做的著名油滴实验.密立根发现,电荷的电量仅是基本电荷e=1.6×10-19℃的整数倍.在油滴实验之后的二十余年的时间里(中子发现于1932年──译者注),人们把荷电量分别是-e、+e和o的电子、质子和中子看作是自然界的基本粒子.但是,随着岁月的流逝,物理学家们发现了许多其它的基本粒子.粒子种类的杂然纷呈确实使人们感到周围世界的组成错综复杂.于是,理论家们试图寻找更小的一组真正基本的粒子,所有其它的粒子都可以由它们组成.六十年代中期,盖尔曼(Murray Gell-man)和兹韦格(Ge…     

点电荷、线电荷、面电荷模型的电荷体分布函数

利用δ函数,导出了点电荷、线电荷和面电荷模型在直角坐标、球坐标和柱坐标下的电荷体分布函数表达式,对处理一些具体的物理问题时十分有用。     

表面电荷层的集体激发

关键词：     

层子核物理

一、引 言 原子和分子的历史可能在原子核和基本粒子中重演. 早在物理学揭开原子内部结构以前,化学已在研究分子,不过这时化学中的分子被认为是无内部结构的原子的复合体,因而不能彻底了解分子结构和化学现象.后来,在建立了原子有核模型基础上,运用量子力学方法,才真正说明了分子结构和化学现象,从而使原来分属于物理学和化学的原子结构和化学现象统一成了原子分子结构问题.这是人类认识物质结构的一个里程碑. 原子核的研究已经有半个多世纪了,但是作为核物理的基本问题之一的核力究竟是怎么回事,也还没有完全搞清.一个可能的原因是,至今的…     

液晶面板取向层与液晶层界面的电荷累积效应分析

TN模式的电荷累积缺陷,是液晶显示器生产中一个相当棘手问题。由于累积电荷量难于定量测量来进行研究,所以该问题一直悬而未决。着重分析了液晶显示器电荷累积缺陷,发现当它们介电常数与电导率的比值相差越大,电荷积累值越大;当取向层的介电常数与电导率的比值和液晶的不相等时,二者的交界面将产生电荷积聚;并且发现当取向层的介电常数与电导率的比值和液晶的相等时,二者的交界面将不产生电荷积聚,图像残留、显示速度减慢等问题也就可以消除。     

一种具有整数电荷的层子SU_4■SU'_3结构模型

我们可以把最近实验上发现的新粒子大体上分为两组:J(3.1),φ'(3.7),χ(3.41);χ(3.50),χ(3.55)构成一组(其中,J(3.1)可能是一种新层子及其反粒子构成的束缚态,φ'(3.7)是J(3.1)的径向激发态,χ(3.41),χ(3.50),χ(3.55)是J(3.1)的P波激发态);φ'(4.1),φ''(4.4)等构成另一组。值得注意的是,φ'(4.1)比φ''(4.4)要宽得多,且φ'(4.1)共振看来是有结构的。一种可能的解释是φ'(4.1)是由几个共振态迭加而成。     

光孤子与光孤子通信

阐述了光纤中光孤子形成的物理机理及光孤子间相互作用对光孤子通信的影响，介绍了光孤子通信的关键技术－孤子脉冲激光器和光孤子放大器，展望了光孤子通信的应用前景。     

光孤子与光纤孤子通信

 在信息高度发达的今天,如果提及光纤通信,您一定知道这是一项具有美好前景的新兴通信技术,是２０世纪最重要的科技成就之一,它利用激光作为传递信息的载波,其通信容量比用无线电波要大得多;光导纤维（简称光纤）是利用全反射现象制成的用来传光的透明玻璃或塑料纤维,其直径在几微米到几十微米之间;也许您还能如数家珍地列出光纤通信所具有的抗干扰性好、传输损耗小、传输距离远、保密性强、重量轻、能节省金属材料等诸多优点。但是,如果谈及新型光纤通信──光纤孤立子通信（简称光纤孤子通信）,您也许知道得并不多。下面笔者就此问题作一简要介绍。     

光学孤子与全光孤子通信

光学孤子通信是利用光纤中的非线性效应消除脉冲的色散，提高传输码率，最近因掺铒光纤放大器的发展，将取代Ｒａｍａｎ放大器而成为光孤子通信系统中最有效的光放大器，使得光孤子通信进入实用阶段。本文对光学孤子的成形机制，性质以及在光纤通信系统中的应用作了深入浅出的介绍。