熊猫型保偏光纤定轴仿真研究

应用光波导理论分析了保偏光纤的POL定轴方法的基本原理.根据熊猫型保偏光纤的折射率分布模型,采用光束传播方法对影响熊猫型保偏光纤POL曲线分布的各种因素进行了仿真研究,包括不同观测平面、不同折射率分布(匹配型或非匹配)、是否加匹配液等因素.通过仿真结果与实验观测结果以及保偏光纤与单模光纤仿真结果比较,表明了理论分析与仿真方法的可行性.     

基于核物理虚拟仿真实验平台的γ能谱测量

利用核物理虚拟仿真实验平台,开展了γ能谱测量实验,标定了γ谱的能量刻度.实验测量了~(137)Cs和~(60)Co的背散射峰能量,实现了对未知射线能谱的测定,验证了能量与峰位道址的线性关系.基于虚拟仿真实验平台的核物理实验,灵活多变,操作性强,学生可自主设计实验.     

泵浦-探测虚拟仿真实验项目的操作训练及其效果评估

华东师范大学与科大奥锐科技有限公司校企合作自行研发的"超快光场和物质相互作用虚拟仿真实验平台"可以搭建泵浦-探测(pump-probe)实验光路,测量并数据模拟出半导体材料砷化镓(GaAs)与低温生长砷化镓(LTGaAs)光生载流子的弛豫时间.该泵浦-探测虚拟仿真实验不仅可以帮助学生掌握泵浦-探测的基本探测原理、半导体材料能带结构与超快载流子的动力学过程,也可以培养学生的实验操作技能,了解泵浦-探测技术、锁相放大技术的关键操作步骤.针对学习《光谱测量技术》的学生,首先讲述泵浦-探测技术原理后,引导学生使用该泵浦-探测虚拟仿真实验,并对学生进行了虚拟仿真实验使用的前后测评,利用SPSS科学统计软件对前后测结果进行分析,发现学生通过虚拟仿真实验项目操作训练后,对泵浦-探测的理论知识与技术要点的掌握程度都有不同程度的提高.通过泵浦-探测虚拟仿真实验对学生理论掌握与实验操作训练的效果分析,可以探索出虚拟仿真实验辅助理论课的新型混合式教学模式.     

布朗运动仿真实验的设计与实现

介绍了布朗运动仿真实验的设计与实现方法,利用"位置朗之万方程"的数值离散化,最大程度还原真实的布朗运动.通过对仿真实验数据的定量分析,并计算出了阿伏加德罗常量的近似值.     

信息技术在大学物理实验课程考核中的实践与研究

在实验物理课程中,采用仿真实验考试与自动判卷系统进行考核,具有实用、高效、公平的特点,是客观评价实验教学质量的有效方法.本文介绍了中国地质大学(北京)实验物理教学中心利用此系统进行大面积实验物理考试的效果和思考.     

支撑点与振源重合的圆形薄板二维驻波的实验与仿真研究

通过实验和MATLAB软件对支撑点与振源在圆心重合的圆形薄钢板上的二维驻波进行了测量、数值计算和仿真研究,测量结果和数值计算以及仿真均与理论计算吻合,并给出一种测量材料杨氏模量的简单方法.在大学物理层面,对于物理实验和仿真做了有意义的尝试.     

虚拟仿真实验辅助物理实验教学功能的开发

以物理实验教学的预习环节为例,对使用虚拟仿真实验的学生的学习结果(包括实验理论知识、实验操作能力)利用SPSS进行分析.分析结果表明,虚拟仿真实验一定程度上加深了学生对实验理论知识的理解,提升了学生的实验操作能力,使得物理实验课堂教学更加高效.并且通过对问卷调研的深入分析和参考目前空中课堂开展的相关研究,为利用虚拟仿真实验开展的物理实验教学提供依据.     

物理仿真实验的应用

首先简要介绍了仿真实验的发展背景,然后通过具体实例matlab软件模拟仿真了光学中的干涉与衍射的试验,介绍了仿真实验在物理教学中的应用,最后对物理仿真实验的应用进行了总结.     

薄膜材料虚拟仿真实验的建设与教学实践——磁控溅射镀膜和原子力显微镜（AFM）在氢化纳米硅薄膜制作过程中的应用

为解决薄膜材料物理实验在大学物理实验教学中实验仪器昂贵,实验过程高危等困难,设计与建设了“磁控溅射镀膜和原子力显微镜(AFM)在氢化纳米硅制作过程中的应用”虚拟仿真实验.此虚拟仿真实验项目借助3D技术,真实还原并模拟了实验场景与过程,人机交互程度高,可操作性强.通过三年的教学实践与网络平台推广,取得了良好的教学效果以及学生的一致好评.     

基于Virtools的平抛运动仿真实验的设计与实现

三维仿真实验能够模拟逼真的实验场景和现象帮助学生理解复杂的物理原理,并激发学生的学习兴趣.但是,专业的研究团队制作的商业仿真实验软件售价太高,无法在课堂推广.本研究小组将以Virtools仿真软件为开发平台制作出一系列的虚拟仿真实验.本论文以平抛运动实验为例,介绍了平抛运动仿真实验的制作过程,主要包括分析与设计、模型的构建、交互功能设计和作品发布四个步骤.在论文的最后部分,介绍了仿真实验在课堂实践的成效并对物理仿真实验的发展前景进行了展望.     

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。     

双重味重子的理想混合角

本工作研究了双重味重子的理想混合角。理想混合角是将$^{2S+1}(l_\lambda)_J$态转换为具有确定重夸克对称性的态时所对应的旋转角度。在标准的$\rho-\lambda$图像下,求得了$L_\rho=0$情形时重夸克对称性的态$\left(J, j_\ell\right)$和$\left(J, s_{\rm q}+j_\rho\right)= $$ \left(J, \{^4l_\lambda/^2l_\lambda\}\right)$态之间的理想混合角,其中${\boldsymbol{j}}_\ell={\boldsymbol{l}}_\lambda+{\boldsymbol{s}}_{\rm q}$, ${\boldsymbol{s}}_\rho={\boldsymbol{s}}_{\rm Q1}+{\boldsymbol{s}}_{\rm Q2}$和${\boldsymbol{j}}_\rho={\boldsymbol{s}}_\rho+{\boldsymbol{L}}_\rho$。本工作指出当研究双重味重子的衰变性质时,需要采用$(1S1p)1/2^-$和$(1S1p)3/2^-$等理想混合态。     

Polyakov-loop拓展的夸克介子模型中的Roberge-Weiss相变研究

${\mathbb{Z}}_3$-QCD是具有严格中心对称性的类QCD理论,研究其在特殊条件下的性质有助于理解QCD退禁闭相变。本文应用三种味道的Polyakov-loop拓展的夸克介子模型作为${\mathbb{Z}}_3$-QCD的低能有效理论,研究了不同中心对称性破缺模式下的Roberge-Weiss(RW)相变。为保证RW周期性,本文采用味道依赖的虚化学势$(\mu_{\rm{u}},\mu_{\rm{d}},\mu_{\rm{s}})={\rm{i}}T(\theta-2C\pi/3,\theta,\theta+2C\pi/3)$,其中${\mathbb{Z}}_3$-QCD是具有严格中心对称性的类QCD理论,研究其在特殊条件下的性质有助于理解QCD退禁闭相变。本文应用三种味道的Polyakov-loop拓展的夸克介子模型作为${\mathbb{Z}}_3$-QCD的低能有效理论,研究了不同中心对称性破缺模式下的Roberge-Weiss(RW)相变。为保证RW周期性,本文采用味道依赖的虚化学势$(\mu_{\rm{u}},\mu_{\rm{d}},\mu_{\rm{s}})={\rm{i}}T(\theta-2C\pi/3,\theta,\theta+2C\pi/3)$,其中$0\!\leqslant\!{C}\!\leqslant1$。传统的和夸克反馈效应改进的两种不同Polyakov-loop势被分别用于相应的计算。研究表明,当$N_{\rm{f}}\!=\!3$,$C\!\ne\!1$时,RW相变出现在$\theta=\pi/3$(mod $2\pi/3$)处,其强度随$C$值的减小而加强;当$C\!=\!1$,$N_{\rm{f}}\!=\!2\!+\!1$时,RW相变位置出现反常,变为$\theta=2\pi/3$(mod $2\pi/3$);而当$C\!=\!1$,$N_{\rm{f}}\!=\!1\!+\!2$时,RW相变点又返回$\theta\!=\!\pi/3$(mod $2\pi/3$)。上述几种情形的RW相变端点均为三相点。研究发现,夸克反馈效应使得RW相变强度减弱,退禁闭相变温度变低,但并未改变前述的定性结论。     

锦屏深地核天体物理实验(JUNA)地面实验进展

锦屏深地核天体物理(JUNA)实验项目将利用中国锦屏深地实验室(CJPL)的良好条件,在天体物理伽莫夫能量窗口开展核天体关键反应$^{25}{\rm{Mg}}({\rm{p}},{\rm{\gamma}})^{26}{\rm{Al}}$、$^{19}{\rm{F}}({\rm{p}},\alpha)^{16}{\rm{O}}$、$^{13}{\rm{C}}(\alpha, {\rm{n}})^{16}{\rm{O}}$和$^{12}{\rm{C}}(\alpha,{\rm{\gamma}})^{16}{\rm{O}}$的直接测量,为理解恒星演化和元素起源提供新的数据。目前,已经在地面上对加速器装置、束流稳定性、靶、探测器以及电子学进行了系统的测试。地面实验内容包括高纯锗探测器效率刻度,$^{25}{\rm{Mg}}({\rm{p}}, {\rm{\gamma}})^{26}{\rm{Al}}$在304 keV的共振强度测量,$^{19}{\rm{F}}({\rm{p}}, \alpha)^{16}{\rm{O}}$的截面测量,聚乙烯作为慢化体的中子探测器的设计、加工和效率刻度,靶的设计和稳定性检测等。JUNA项目整体进展顺利,地面实验已取得一系列关键进展和初步成果。在不远的将来,JUNA项目将有序开展地下实验,完成设定目标,也将促进更广泛的国际合作,助力于天体演化中的若干重大科学问题的解决。     

中子星可观测量与不同密度段核物质状态方程的关联

中子星物质主要是由高密度非对称核物质组成.目前通过地面重离子碰撞等实验来认识高密度非对称核物质的物态还存在很大的不确定性.随着对中子星天文观测精度的提高以及可观测量的增多,基于对中子星的天文观测来反向约束高密度非对称核物质物态成为了可能.从理论上去探讨中子星的可观测量与不同密度段物态方程的关联程度,将有助于上述反向对中...     

相对论重离子对撞机上重味衰变电子的测量数据中粲和底成分的分离

重味夸克(即粲和底),尤其是底夸克,具有预期不同于轻夸克的性质,被认为是夸克胶子等离子体的理想探针。然而,很少有对底强子或其衰变的轻子的测量。利用最近相对论重离子对撞机上$\sqrt{s_{\rm NN}}=200\;{\rm{GeV}}$ 的金核-金核碰撞中产生于中心快度下的粲强子和重味衰变电子的测量数据,我们发展了一种数据驱动的方法,用于分离重味衰变电子中粲和底的成分。从粲强子的测量数据出发,通过模拟其半轻子衰变得到粲衰变电子,从而从重味衰变电子中提取出底的成分。初步的结果展示了在最小偏向的金核-金核碰撞中粲和底衰变电子的横动量谱、核修正因子和椭圆流的分布。在中等至较高横动量区,相比于粲衰变电子的核修正因子,底衰变电子的核修正因子受到了较小的压制;在较低至中等横动量区,底衰变电子获得了比粲衰变电子更小的椭圆流。     

单个谐振子波函数中的有效β值

当一个简单谐振子波函数(SHO)作为有效波函数时,在SHO波函数里面一个重要的参数是有效$ \, \beta$值。得到了简单谐振子波函数有效$ \, \beta$值($ \, \beta_{\rm eff}$)在坐标空间和动量空间的解析表达式。将解析式运用到轻介子系统($u\bar{u}, \, u\bar{s}$)比较 $ \, \beta_{\rm eff}$的行为,结果表明在基态时坐标空间的$ \, \beta_ {{\rm eff}, \, \boldsymbol{r}}$和动量空间的$ \, \beta_ {{\rm eff}, \, \boldsymbol{p}}$在康奈尔势下的值不相同,而在高激发态时两者大小相近。     

3M⊙ AGB星中26Al核合成的网络计算和反应率灵敏度分析

研究了3$M_{\odot}$AGB星中26Al核合成的网络计算和核反应率的灵敏度分析。结合最新的核反应率数据,建立了一个从碳到硅完整的核反应网络,计算了26Al的丰度。结果表明,26Al首先在AGB星中有效合成,随着核反应的进行,然后被一系列的核反应消耗。MgAl循环出现在26Al的网络中。我们将核反应网络中的主要核反应分为三类:(n, ${\rm{\gamma }}$),(p,${\rm{\gamma }}$)和($\alpha$, ${\rm{\gamma }}$),并对核反应率的灵敏度进行了详细的分析。已经确定了每一类中最有影响的核反应,它们是25Mg(n, ${\rm{\gamma }}$)26Mg,25Mg(p, ${\rm{\gamma }}$)26Al,26Mg(p, ${\rm{\gamma }}$)27Al,21Ne(p, ${\rm{\gamma }}$)22Na,18O($\alpha$, ${\rm{\gamma }}$)22Ne和22Ne($\alpha$,${\rm{\gamma }}$)26Mg。在目前网络所涉及的所有核反应中,25Mg(p, ${\rm{\gamma }}$)26Al是对26Al的产量有最大的影响,它值得核实验物理学家的关注。     

等效质量模型中的重子质量谱

在等效质量模型框架下,考虑线性禁闭和一阶微扰相互作用的贡献并通过拟合$ \mathrm{p} $、$ \mathrm{n}$、$\Lambda$和$ \Delta $的质量来得到模型参数。发现,等效质量模型能够较好地给出符合实验的重子质量谱。而禁闭强度$D$、强耦合常数$\alpha_{\rm{s}}$以及夸克质量因子$f$与微扰强度$C$之间都存在关联,并能够很好地用解析公式逼近。除此之外,单胶子交换相互作用的色磁部分在重子质量谱中起着重要作用,从而使自旋$J=1/2$和3/2的重子之间的质量差最高达到300 MeV。为了更好地描述超子质量,对于包含奇异夸克的一对夸克间的相互作用我们进一步采用不同的强耦合常数,其具体的模型参数通过拟合$ \Sigma $和$ \Xi $的质量得到。基于本工作得到的等效质量模型参数组,能够更好地描述$ \mathrm{ud}$夸克物质团、奇异子以及致密星。     

235, 237Np高自旋态的理论研究

锕系核的转动性质对于揭示$A \approx 250 $质量区原子核的顺排机制、对关联性质、能级结构等十分重要,研究这些核的高自旋结构一方面可以对现有的理论模型进行检验,另一方面有助于深入认识超重核。本工作采用基于推转壳模型的粒子数守恒方法研究了实验上观测到的$^{235}{\rm{Np}}$和$^{237}{\rm{Np}}$中转动带的性质,计算得到的转动惯量、角动量顺排等与实验符合。首先,通过描述转动谱的$ab$公式确定了$^{235}{\rm{Np}}$中观测到的转动带的带头自旋。随后,通过对比理论与实验上的转动惯量,确定了其组态为$\pi 5/2^-[523]$。此外,也讨论了高阶形变$\varepsilon_6^{}$对中子$j_{15/2}^{}$顺排的作用,探索了在计算中出现而在实验上未观测到中子$j_{15/2}^{}$顺排的原因,从而解释了$^{235, 237}{\rm{Np}}$的转动带中产生上弯的机制。最后,还讨论了$^{237}{\rm{Np}}$的转动带$\pi 5/2^-[523]$中出现旋称劈裂的原因,发现可能是由于这个转动带的两个旋称分支上弯以后高阶形变$\varepsilon_6^{}$不同所导致的。