大爆炸声学:早期宇宙中的声

大爆炸是研究宇宙起源的现代科学命题之一。不可想象的是,直到最近,除了题目外,研究尚缺少任何有关声学的内容。大爆炸是1950年由Fred Hoyle命名的,他开始时的研究也与声波无关,仅与宇宙早期膨胀的"爆炸"特性有关。现在几十年过去了,关于宇宙起源的许多其它特性得到了广泛的研究,甚     

宇宙弦的弦张力

由宇宙弦的理想气体热力学模型出发,用鞍点近似方法,导出了宇宙弦的弦张力表达式.     

宇宙大爆炸中生成的氘气

在宇宙最初几分钟时的元素合成（大爆炸核合成）问题是核天体物理中的重要问题。这一合成过程产生的氘与氢的比值（D／H）是固定的，与我们在今天的宇宙中所看到的一样，大爆炸过程也产生了原初的轻的原子，这些原子又形成星体，根据加州理工学院的研究人员的研究结果，通过测量宇宙微波背景辐射被“宇宙黑暗年代”中存在的中性气体吸收的情况，可以计算出D／H比值。（“宇宙黑暗年代”大约处在大爆炸后十万年到十亿年之间．）氢和氘吸收不同波长的宇宙微波背景光子，这种测量需要观测由空间不同位置上氢与氘气体密度的变化所引起的吸收的微小涨落。例如，宇宙中具有高密度的氢原子区域比低密度区域要吸收更多的宇宙微波背景光子。     

宇宙大爆炸的奇点(摘登)

现代物理学认为宇宙起源于150~200亿年前奇点的大爆炸,有的物理学家认为奇点范围在10_(-33)厘米,比质子,中子,甚至比夸克小得多,一切科学定理在     

大爆炸核合成与宇宙背景中微子

文章基于大爆炸宇宙学描述了发生于宇宙早期的中微子退耦与轻核素合成事件。退耦后的中微子形成宇宙的背景之一。文章介绍了几种探测宇宙背景中微子的方法,侧重于利用β衰变核俘获超低动能的中微子。     

大爆炸核合成与宇宙背景中微子

文章基于大爆炸宇宙学描述了发生于宇宙早期的中微子退耦与轻核素合成事件。退耦后的中微子形成宇宙的背景之一。文章介绍了几种探测宇宙背景中微子的方法,侧重于利用b衰变核俘获超低动能的中微子。     

JBD直线宇宙弦的量子束缚态

本文探讨了在Jordan-Brans-Dicke理论中,直线宇宙弦能否有量子束缚态的问题,并求解了Klein-Gordon方程与Dirac方程,发现确有束缚态解,而且可能有无限个.近似地计算了较低能级的能谱.估算了π介子和电子离宇宙弦最近的束缚态位置,它们分别位于10^－13cm内和10^－7cm处,后者的轨道速度为10^－4c.     

宇宙的起源与未来——大爆炸宇宙论简介

 大爆炸宇宙论的产生,得益于天文学家们三个主要观测结果。第一个,也是最值得注意的一个观测结果是:1929年,埃德温·哈勃发现,宇宙的主要成分--与我们的银河系相类似的星系,象宇宙弹片一样在巨大爆炸后正彼此逃离开。如果宇宙正在膨胀,一个似乎是不可避免的结论是:它的过去必定是非常小的。这要求必须将某个瞬间作为宇宙诞生的时刻,即膨胀开始之时,哈勃的发现是真正重要的发现,尽管宇宙已非常古老了,但它不会无限早地存在着。可以想象,膨胀倒转回去,象电影倒过来放映一样,天文学家们据此推断,宇宙大约诞生于150亿年前发生的一次大爆炸。第二个观测结果是所谓“宇宙背景辐射”--大爆炸火球冷却以后余辉的存在,它支持了大爆炸理论。令人惊讶的是,在大爆炸事件发生150亿年之后,这种宇宙背景辐射仍充满空间的每个空隙。     

宇宙真空量子涨落、宇宙弦及宇宙不均匀性的起源

宇宙中的物质分布是相当不均匀的,有的地方密度高,有的地方密度低,形成各种尺度的成团结构．例如,星系、星系团、超星系团等是高密度区;巨洞则是低密度区．宇宙学中一个待解决的课题,就是说明为什么会有这种非均匀性．首先,有很强的证据表明,宇宙在早期是相当均匀的,没有今天所观测到的非均匀性．最主要的证据是微波背景辐射的各向同性．观测证明,３Ｋ背景辐射的各向异性不超过万分之一,甚至十万分之一．背景辐射是?...     

遗迹引力波对宇宙微波背景辐射极化的影响

根据宇宙大爆炸理论的预言,宇宙经历了由暴涨阶段到辐射阶段到物质阶段再到如今的加速膨胀阶段.在辐射阶段所残留的退耦的自由光子便形成了现在人们所观测到的宇宙微波背景辐射.如果没有扰动,微波背景辐射将是各向同性的,但是在宇宙形成的初期存在各种各样的扰动,因此宇宙微波背景辐射呈现各向异性.针对由遗迹引力波对微波背景辐射极化所产生的各向异性的影响,重点讨论电场型极化和磁场型极化. 关键词： 遗迹引力波 微波背景辐射 极化各向异性     

探究弦球链系统的拓扑不变量

周期性弦球链体系作为典型的声子晶体体系,其能带结构已得到了广泛而深入的研究.在实际观测体系能谱的过程中,会探测到一类特殊的能量本征态——边缘态(能量处在带隙间,且波函数局域在体系边缘的态),同时观察到其存在具有一定的鲁棒性.由于实验上观测到的弦球链边缘态的性质与电子体系中拓扑绝缘体的边缘态性质的相似性,可以利用同一套能带拓扑的语言研究弦球链体系.本文通过数值计算能带的拓扑不变量,揭示了弦球链体系非平庸的拓扑性质,从而证明了实验上探测到的边缘态是拓扑保护的边缘态.基于数值计算的结果,讨论了体系的拓扑相变与边缘态的输运性质     

暴涨宇宙—大爆炸后的10~(-35)秒

暴涨宇宙论提出了宇宙在大爆炸后~(-35)秒时在不稳定的假真空态中作指数膨胀,在指数膨胀(暴涨)结束时,假真空的能量转化为热物质。随后宇宙按通常热宇宙理论所描述的方式进行演化。 暴涨宇宙论广泛而又自然地运用了已被公认的粒子物理理论,并使原来在热宇宙论中长期悬而未决的问题有可能获得了简洁的解决。     

恒定压降下电子元件热沉的拓扑优化设计

利用变密度法的拓扑优化对引入的新型电子元件热沉进行设计。以流体输入功率恒定时最大化散热为目标,将N-S方程与定义的流动功率积分式结合,从而将恒定功率转化为流体入口压力。以Re和无量纲化产热系数σ作为变量,利用MMA算法得到恒温边界条件下的最优流道。研究发现Re和σ越大,流道越复杂,散热效果越好;如果出现Re过小,σ过大则会出现热量富集。     

普朗克卫星:揭开宇宙深层次的秘密

文章对宇宙微波背景辐射这一学科做了简单的介绍,并根据普朗克卫星2015年的主要宇宙学结果,重点阐述了测定宇宙学参数、测量引力透镜、测量B-模式极化及其与南极BICEP实验的关系、检验宇宙暴胀模型、检测暗能量模型,以及寻找"丢失的重子物质"等问题,并对观测宇宙学未来的发展进行了展望。     

高性能太赫兹发射:从拓扑绝缘体到拓扑自旋电子

利用飞秒激光脉冲激发铁磁/非磁异质结构有望实现高效太赫兹辐射,从而打破制约太赫兹技术快速发展的瓶颈.拓扑绝缘体是一种新型二维材料,其自旋霍尔角远大于重金属材料,可以与铁磁层结合构成自旋太赫兹发射器.为了研究拓扑绝缘体/非磁异质结中的太赫兹产生和调控机理,本综述从飞秒激光激发的超快光电流响应入手,结合拓扑绝缘体的晶体结构与电子结构,分析了拓扑绝缘体薄膜中的太赫兹发射机理,揭示了不同非线性效应产生的超快光电流随外界条件的依赖关系,证实了使用多种手段调控拓扑绝缘体出射非线性太赫兹辐射的可能性;以铁磁/重金属异质结为例,探究了自旋太赫兹发射器的优势与调控方法.结合这两种发射机理,通过非线性太赫兹与自旋太赫兹的合成作用,可以实现在拓扑绝缘体/铁磁异质结中偏振可调谐的太赫兹发射.     

磁序与拓扑的耦合:从基础物理到拓扑磁电子学

磁学与拓扑物理是两大较为成熟的学科,二者的结合是新一代磁电子学的需求和基础.磁性拓扑材料是磁序与拓扑物理耦合的重要产物,为新兴的拓扑物理提供了材料载体和调控自由度.磁性外尔半金属实现了时间反演对称破缺下的外尔费米子拓扑物态,通过拓扑增强的贝利曲率产生了一系列新奇的磁/电/热/光效应;而外尔电子与磁序的相互作用也使得拓扑电子物理有望成为磁电子学应用的新原理和驱动力.当前,新物态与新效应的发现是磁性拓扑材料第一阶段的主要任务和特征,而动量空间拓扑电子与实空间磁序的相互作用已经开始进入人们的视野.这两个阶段的深入发展,将为拓扑磁电子学积累必要的物理基础和应用尝试.本文着眼于磁性拓扑材料发展的两个阶段,讲述磁性拓扑材料的提出和实现、均一磁序下的拓扑电子态及新奇物性、局域磁态与拓扑电子的相互作用3个方面,阐述当前领域内的热点内容和发展趋势,并对拓扑磁电子学的未来发展进行了思考和展望,以助力未来拓扑自旋量子器件的快速发展.     

弦长对弦振动实验的影响研究

弦振动实验中,在固定端施加张力不变的前提下,改变弦长度。利用振动频率与驻波波长的关系,得到弦的线密度。通过比较不同弦长下得到的弦的线密度与弦质量长度比结果的比较,讨论了弦长对弦线密度测量结果的影响,分析了弦振动实验中合理选择弦长的必要性。