浅淡自然单位与精细结构常数

本文认为以自然界客观存在的几个物理常数ｈ、ｃ、ｍ、ｅ为基本单位，组成的自然单位制更能直接反映微观领域中事物的特征；而由自然单位表示的精细结构常数α，是原子物理中重要的无量纲常数，它在受电磁相互作用支配的过程中，成为判断不同条件下电磁作用强弱的重要依据．     

物理新闻

α是一个基本物理常数吗 ?(ＩｓαａＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌＰｈｙｓｉｃａｌＣｏｎｓｔａｎｔ?)　　众所周知 ,圆周率π是一个不变的常数 ,那么反映精细结构的常数α是不是也是一个不变的常数 ?α是一个无量纲的常数 ,它确定着带电粒子与电磁场间相互作用的强度 ,同时也反映出一个电子在原子内部量子态间跃迁时发射与吸收的光谱 .1999年澳大利亚新威尔士大学的一些科学家们证实α常数的数值并不固定 ,而是百万分之一的变化 ,最近他们又发布了新的结果 ,当他们在作天体测量时 (即在类星体前沿发生红移时 )测定出气体云层中金属原子形成的吸…     

美国“钱德拉”望远镜发现最遥远X射线流

天文学家从美国宇航局“钱德拉”X射线观测望远镜拍摄的类星体照片上 ,发现了最遥远的X射线流 ,从超巨黑洞到类星体中心延伸达 1 0万多光年的由高能粒子组成的这一射流 ,为天文学家提供了有关 1 2 0亿年前宇宙微波背景状态的信息。它能研究大爆炸后经过 1 4亿年的宇宙辐射 ,而此前最遥远的X射线流是在大爆炸后 30亿年左右。天文学家认为 ,类星体是拥有活跃中心超巨黑洞的星系 ,恒星与气体都被吸入这黑洞 ,这一吸入过程经常伴随有强烈高能粒子流的形成。当射线流中的电子以接近光速的速度离开类星体时 ,电子会穿透宇宙背景辐射“海洋” ,宇…     

引力透镜效应研究的历史与现状

在七十年代末,有文章报道说[1],在宇宙空间发现了一对极为相象的“孪生类星体”,发现者们认为,这极可能是六十多年来人们所谈论的“引力透镜效应”. 一、什么是引力透镜效应? 引力场能偏转光线传播的方向.在广义相对论中,有引力场存在的空间不再是平直空间,而是弯曲空间.光线在引力场中传播时偏转的角α=4GM/c2b.式中,G是引力常数,M是引力场源的质量,c是光速,b是光线离引力源最短的距离.对于掠过太阳表面的光线来讲,α=1.75角秒.从1919年以来,这个数值已多次为观测所证实.由此,引力场有可能使远处光源射来的光线会聚起来,起类似光学透镜的…     

机械合金化Fe—Cu系统的EXAFS研究

ＥＸＡＦＳ研究Ｆｅ－Ｃｕ系二元金属的Ｆｅ和Ｃｕ配位环境随球磨时间及组成的变化情况，结果表明机械合金化方法能扩展Ｆｅ和Ｃｕ金属的固溶范围并形成纳米尺寸的非平衡亚稳态合金晶粒，Ｆｅ３０Ｃｕ２０（１６０ｈ）中Ｃｕ的Ｋ吸收谱和ＲＳＦ出现ｂｃｃ结构的下，其Ｆｅ－Ｃｕ的合昌粒为ｂｃｃ结构；Ｆｅ６０Ｃｕ４０（１６０ｈ）中Ｃｕ和Ｆｅ的ＲＳＦ都为ｆｃｃ结构，其合金晶粒的结构与Ｆｅ３０Ｃｕ２０的不同，为ｆｃｃ结构，但     

从早期宇宙以来，粒子的质量在变吗？

众所周知，有关物理常数的研究一直是非常重要的课题，例如对精细结构常数α值是不是一个绝对常数就是前几年一直争论的焦点，α常数定义为电子电荷的平方与光速和普朗克常数之积的比，它是一个全面反映电磁力强度的量，而电磁力是一个描绘原子间相结合的力，对这个常数在物理界一直存在着两种观点，一派认为α值在变化，另一派则认为它是不变的．     

基于小波多尺度特征匹配的类星体红移测量方法

在中国正在实施的大型巡天项目(LAMOST项目)中,预计能获得105数量级的类星体光谱。文章旨在研究适用于LAMOST观测数据的类星体红移测量方法。为了克服信噪比较低的不利因素,文章采用小波变换的方法对类星体宽发射线进行特征提取,然后利用多尺度特征匹配的方法进行类星体红移测量。通过对sloan digital sky survey(SDSS) data release 2(DR2)中的15, 715条类星体光谱的实验表明,在误差为0.02的范围内所用方法的正确率达到95.13%。该方法可对相对定标的类星体光谱数据进行红移测量,符合LAMOST数据的要求,可为天文学家进行类星体和宇宙大尺度等研究提供帮助。     

奇异吸积态的微类星体——M81 ULS1

微类星体拥有与类星体相似的相对论喷流现象,如果喷流的物质为重子,则在光谱中表现为红移和蓝移的发射线。经典的理论和以往的观测表明,对于辐射出超软X射线的天体,相对论喷流是无法产生的。文章作者在M81旋涡星系超软极亮X射线源(M81 ULS1)的光谱中,发现了蓝移的宽Hα发射线,其速度约为0.17倍的光速,这是相对论喷流的有力证据,也证认了M81 ULS1是一个微类星体。然而,它的相对论喷流不可能起源于白矮星,这与M81 ULS1的超软X射线光谱相矛盾。作者还发现超软极亮X射线源中的相对论喷流,可以被最新的处于超爱丁顿吸积的黑洞模型所解释。     

光速的测量史

 光速是指真空中电磁波的传播速度,它是物理学中最重要的常数之一。人们最初是通过测量可见光的传播速度测得它的数值的,目前国际公认值是Ｃ＝２９９７９２４５８米／秒。光速是人们最早测量的物理常数,对光速测量方法的进展,不仅标志着光速在准确度上的不断提高,还充分反映了近代物理及其实验方法的惊人发展。人们对光速的测量可以分为以下两个阶段。１．１６７６年～１９２９年的２５０多年在这一阶段,人们确定了光速的有限性,并对光速进行了初步测量。１７世纪以前,天文学家和物理学家认为光速为无限大,宇宙中恒星发的光是瞬间到达地球的。     

关于热的非平衡条件下原子的倍周期分岔一混沌量子假设

为拓展现有量子力学基础，以适应并促进有关高能粒子复杂生灭过程、Ｐｌａｎｃｋ时空拓扑、ＴＯＥ（超弦理论）、类星体巨红移等的研究，本文从研究热的非平衡态条件下原子的演变结构着手，根据非线性振荡实验结果，设想将非线性电路引入探测器中，将适用于热平衡的ｄｅＢｒｏｇｌｉｅ量子假设拓广为ｎ级分频（ｖ／ｚ（ｎ）信号有关的倍周期分岔一混沌量子假设，给出级联演变光速的两种可能结果：ｃ｛Ｎ｝＝ｃ和ｃ｛Ｎ｝＝（δ为Ｆｅｉｇｅｎｂａｕｍ常数），由此可拓广Ｌｏｒｅｎｔｚ变换；本文还初步探讨倍周期分岔量子力学的表象基础。最后，本文设计一理想实验，并以此为范例证明：新的假设突破了旧假设的局限性。     

莱曼α森林

直至本世纪六十年代,人类还无法探测到分布在遥远星系际空间的物质.而对这些物质的密度、成分和分布的探测对于了解星系的形成和宇宙演化都是极为重要的. 类星体及其光谱中吸收线的发现为研究星系际物质物理学提供了重要的手段.类星体是宇宙中最“明亮”的天体,因而也是可被观测到的最遥远的天体.迄今观测到的谱线红移最高的类星体.其红移值为Z=4.43,相应的到我们的距离约为宇亩半径的93%.从如此遥远天体发射的光,将通过广阔的星系际空间才能到达地球.星系际空间的物质对光的吸收.将在类星体光谱上产生一系列的吸收线.对这些吸收线的分析研…     

基于稀疏子空间的类星体光谱异常特征并行提取与分析

类星体是人类所观测到的最遥远天体,对于了解早期宇宙的演化具有重要科学意义。由于类星体距离地球较远,其红移一般较大,导致在光学观测窗口中只有很少的特征（发射线）,且难以识别。类星体光谱的异常特征提取与分析可对未知类星体的识别,提供有效的判别依据。离群检测作为数据挖掘领域的一个主要研究内容,旨在发现那些稀有、特殊数据对象及异常特征,可作为从海量类星体光谱数据中,发现特殊、未知类星体的一种有效途径和手段。Spark作为新一代大数据分布式处理框架,可为海量天体光谱的有效分析和处理,提供一个高效且可靠的并行编程平台。本文充分利用集群系统和Spark编程模型的强大数据处理能力,提出一种基于稀疏子空间的类星体光谱异常特征并行提取与分析方法,其工作由三个模块组成,即类星体光谱特征约减、类星体光谱的稀疏子空间构造和搜索、类星体光谱异常特征提取并行算法设计与分析。类星体光谱特征约减模块,通过属性相关性分析来识别呈现聚类结构的类星体光谱特征线,这些特征线通常会聚集在稠密区域且对类星体光谱异常特征检测毫无意义。光谱特征约减旨在运行异常特征检测算法之前剪枝类星体光谱的冗余特征线,缩小光谱数据检测范围。类星体光谱的稀疏子空间构造和搜索模块,通过设定的稀疏系数阈值来测量类星体光谱的子空间密度,并采用粒子群优化方法作为稀疏子空间的搜索策略,从而快速、高效地获取类星体的异常特征。在第三个模块中,提出了一种MapReduce框架下的类星体光谱异常数据并行检测算法,该算法由并行化数据约减策略、稀疏子空间并行搜索技术两个MapReduce构成,达到适应海量光谱数据的处理目标。最后对检测出的部分类星体异常特征进行了理论分析、测量及人眼证认,充分说明稀疏子空间可为识别特殊、未知类星体候选源,提供有效支持和有力证据。     

诺贝尔奖得主的新贡献

20 0 1年度的诺贝尔物理奖被授予在原子气玻色 -爱因斯坦凝聚 (ＢＥＣ)领域作出贡献的三位美国科学家 :ＥｒｉｃＡ .Ｃｏｒｎｅｌｌ,ＷｏｌｆｇａｎｇＫｅｔｔｅｒｌｅ和ＣａｒｌＥ .Ｗｉｅｍａｎ .1995年 ,他们先后在87Ｒｂ蒸气和2 3 Ｎａ蒸气系统中实现了ＢＥＣ .今天 ,全世界已有 30多个研究小组开展了这一领域的实验研究 ,发表了 2 5 0 0 0多篇科学论文 .研究者们认为 ,通过实现ＢＥＣ可以提高原子钟的精度 ,并使卫星导航系统的定位精度提高到 10ｃｍ左右 .此外 ,这项研究也与凝聚态物理的超导涡旋、密切相关 ,与宇宙中天体之间以及天体…     

诺贝尔奖得主的新贡献

20 0 1年度的诺贝尔物理奖被授予在原子气玻色 -爱因斯坦凝聚 (ＢＥＣ)领域作出贡献的三位科学家 :ＥｒｉｃＡ .Ｃｏｒｎｅｌｌ,ＷｏｌｆｇａｎｇＫｅｔｔｅｒｌｅ和ＣａｒｌＥ .Ｗｉｅ ｍａｎ .1995年 ,他们先后在87Ｒｂ蒸气和2 3 Ｎａ蒸气系统中实现了ＢＥＣ .今天 ,全世界已有 30多个研究小组开展了这一领域的实验研究 ,发表了 2 5 0 0 0多篇科学论文 .研究者们认为 ,通过实现ＢＥＣ可以提高原子钟的精度 ,并使卫星导航系统的定位精度提高到10ｃｍ左右 .此外 ,这项研究也与凝聚态物理的超导涡旋、超流涡旋密切相关 ,与宇宙中天体之间以及…     

分数量子霍尔效应的新理论

在经典霍尔效应中 ,霍尔电压ＶＨ 线性正比于垂直方向的外场Ｂ⊥ ,并且沿电流方向的纵向电压Ｖ∥ 也随Ｂ⊥ 的增加而连续上升 .1980年 ,冯·克里青 (ＫｌａｕｓｖｏｎＫｌｉｔｚｉｎｇ)用半导体场效应晶体管进行霍尔测量 ,研究被限制在二维平面内的电子运动 .他发现 ,在极低温和强磁场的条件下 ,霍尔电压ＶＨ 不再随外场的增加而线性增加 ,而是 (在ＶＨ-Ｂ⊥ 图上 )表现为一连串ＶＨ =常数的阶跃平台 .与一个个平台相对应的霍尔电阻ＶＨ Ｉ(Ｉ是纵向电流 )恰好等于物理常数ｈ ｅ2 除以一个整数ｉ(ｉ=1,2 ,3,4 ,… ) .克里青的发现后来被称为…     

在近代物理学“基础课”中介绍宇宙学概念

目前的近代物理学基础课程包括了狭义相对论、原子物理和量子力学初步,是力学、热学、电磁学和光学的后继课程,应属于普通物理范围。宇宙学则是现代物理的前沿学科,它的基本概念和发展正日益引起人们的关注。我们认为,在近代物理基础课程中向学生介绍宇宙学的一些基本概念是很有必要的、也是可行的。 在讲授狭义相对论时,不少学生很容易把物体的速度不能超过光速推广到整个宇宙。这时我们向学生介绍宇宙学中的哈勃定律,即星系远离地球而去的速度与星系离地球的距离成正比关系:v=H_0d(其中哈勃常数H_0=150公里/秒·千万光年,d是星系离地球的距离,v是星系退行速度)。如果d≥v/H_0(c:光速)则该星系的退行速度将超过光速,它所发出的光于将不能到达我们地球。并向学生简单介绍大爆炸宇宙模型和膨胀宇宙的概念,解释夜为什么是黑的。这时,学生很容易理解夜黑是宇宙膨胀的结果。 讲授完普朗克黑体辐射后,可进一步介绍宇宙学中微波背景辐射概念。指出宇宙背景辐射谱相当于约     

（7—甲氧基—4—亚甲基）香豆素基—单氮杂18—冠—6的合成及其？…

合成、鉴定了题示光敏离子载体（ＭＭＣ－ＭＡＣ（Ｏ５）。其中不同ｐＨ值水溶液中吸收和荧光光谱的变化,计算得该剂基态和激发态分子的酸性常数（ｐＫａ＝８．８４,ｐＫａ＾＊＝５．１１）。基于在不同溶剂中荧光光谱的变化,由Ｓｏｌｖａｃｈｒｏｍｉｃ法,借助Ａｌｃｈｅｍｙ２０００量化计算软件,估算得该分子的基态和激发态偶极矩,分别为３．１１Ｄ和８．１３Ｄ。同时发现,ＭＭＣ－ＭＡＣ（Ｏ５）水溶液除氧后其荧光强度奇     

从事实出发还是从概念出发?--答艾小白先生

感谢《物理》编辑部转来艾小白先生的文章[1],使我有机会作一简短的答复,为明确起见,仍分几点来谈.(1)艾先生强调电荷(ｑ)守恒定律在天体物理中的重要性,认为电子电荷值ｅ0的微小变化将会导致宇宙的非电中性和不稳定性.我想这是过虑了.文献[2]中说明ｅ0随电荷间碰撞时的能...     

McMillan T_c公式的解析推导(Ⅰ)μ~*=0情形

作者在μ~*=0情形,从Eliashberg方程解析地导出如下的T_c公式: T_c=αω_(10g)exp{-b(1 cλ/λ)}式中α=2γ/π,b=c=1;Inγ=C=0.5772是Euler常数。 这个T_c公式只有在T_c=0.36/α(k)以下才是正确的,α是个大于1并随材料而异的常数。我们推测,当T_c超过上述范围后,T_c公式的函数结构很可能不同于McMillanT_c公式,至少α,b和c等参量不再是些不依赖于材料的常数了。     

硅纳米晶激光器初瑞端倪

在天文观测中人们发现 ,星际间的尘埃云发射红光 .有些天文学家认为 ,这些红光是宇宙尘埃中的硅发出的 .这一考虑是基于已观察到的光谱性质和宇宙中硅的丰度 .然而 ,早在 2 0世纪 60年代人们就认识到 ,大块硅基本上不能发光 .最近 ,来自意大利的科学家Ｐａｖｅｓｉ等完成了一项关于硅纳米晶发光的研究 .他们的结果连同近年来其他同行研究小组的研究积累改变了人们对硅发光性能的认识 :当硅晶粒的尺寸减小到纳米量级时 ,其发光性能会发生显著的改变 .星系红光或许就是由其中的硅纳米晶发出的 .Ｐａｖｅｓｉ等研究的基本目标是发展硅半导体激…