时空的结构

Cassini飞船在其飞向土星的旅程中 ,它的轨道被太阳所偏转的状态已被测控的无线电波所测定 ,这又一次证实了爱因斯坦广义相对论中关于时空结构的论断 .爱因斯坦曾指出 ,一个质量巨大的物体将会使其周围的结构发生变形 ,而这种变形会影响到通过其附近的光波轨道并造成光波轨道的改道 .现在意大利位于三地 (Pavia ,Rome ,Bologna )的三所大学以Bertotti教授为首的科学家们 ,细致地核对了由Cassini飞船上发回的无线电数据 ,并发现光波轨道的偏转完全符合广义相对论的规范理论 .同时他们宣称 ,他们的测量仪器已达到非常灵敏的程度 ,可为其他…     

从2017诺贝尔物理学奖展望新加坡未来科学的发展方向

<正>2017年诺贝尔物理学奖颁给了3位在引力波领域作出突出贡献的美国物理学家,他们分别为麻省理工学院雷纳·韦斯(Rainer Weiss)、加州理工学院基普·索恩(Kip S.Thorne)和巴里·巴里什(Barry C.Barish)。引力波是一百年前爱因斯坦广义相对论所预言的一种以光速传播的时空波动,如同石头丢进水里产生的波纹一样,被视为宇宙中的"时空涟漪"。在广义相对论中,引力产生的效果又可以用时空扭曲解释。广义相对论场方程,是一个和时空度规有关的二阶非线性偏微分方程。探测到的引力波是通过光的干涉探测器感知空间被扭曲的微小变化。空间扭曲引发光的干涉条纹发生轻微抖动。引力波可能是宇宙公认的传播媒介,探     

探索的历程——引力波的发现

正2016年11日是个值得纪念的日子,这一天美国科学家对外宣布探测到引力波,这是人类首次直接探测到了引力波,同时也验证了已有百年的爱因斯坦广义相对论预言的引力波的存在。这次成果是分别由位于美国路易斯安那州列文斯顿和华盛顿州汉福德的激光干涉引力波观测台(LIGO)的一对探测器探测到的。下面就让我们回顾一下围绕引力波发生的那些事……图1,1916年6月,爱因斯坦预测了宇宙中的涟漪。根据广义相对论,引力是质量巨大物体周围时空的扭曲。爱因斯坦认为时空会产生涟漪并产生"引力波"并以光     

磁光阱中单原子荧光信号的优化及单原子的高效装载

实验中首先通过增大四极磁场梯度、提高背景真空度、缩小冷却俘获激光光束直径的方法获得了磁光阱中单原子的装载.其次,通过减小冷却光失谐量、适当增加其光强、同时使用偏振光谱锁频技术抑制冷却光噪声的方法得到了磁光阱中高信号背景比的单原子荧光信号.此外,通过实时反馈控制磁光阱四极磁场梯度的方法,在实验中实现了单原子98%的装载概率.使用Hamburg Brown-Twiss方案测量了磁光阱中的单原子在连续光激发下所辐射荧光的光子统计特性,得到二阶关联度g(2)(τ=0)=0.09.     

月球尘埃影响对广义相对论的验证

在《对广义相对论更精确的实验检验》[2]一文中叙述了科学家们用发射激光到安置在月亮上的5个反射器来验证等效原理从而间接检验广义相对论的阿波罗(Apollo)测月计划.在此实验中,微弱的光线是一个问题.     

1854年6月10日:黎曼论弯曲空间的经典演讲

 1915年,爱因斯坦基于他在狭义相对论提出的四维时空概念,发表了广义相对论,改变了我们对宇宙的看法。他说明时空中的翘曲与弯曲,乃是对质量与能量的响应。广义相对论的几何基础是由德国数学家黎曼（G.Riemann）于大约60年前的研究所奠定的。     

弯曲时空中的热平衡

讨论了弯曲时空的一种特殊情况--稳态时空中的热平衡条件,利用普朗克黑体辐射定律和广义相对论,得出了两系统通过辐射而达到热平衡时坐标温度相等,但固有温度不相等的结论.     

旋转的黑洞使光线扭曲

一个由意大利、瑞典、澳大利亚和西班牙的物理学家组成的国际合作组得出结论说,光线通过位于许多星系中心的旋转的黑洞时,会发生扭曲,这有可能提供一种检验爱因斯坦的广义相对论的新途径.用现有的望远镜可以观察到这种现象.爱因斯坦于90多年前提出的广义相对论预言了一些容易检验的新现象.其中的一个例子就是引力透镜,即恒星和黑洞的     

控制原子的芯片--在芯片上产生的玻色-爱因斯坦凝聚

不久前 ,来自德国慕尼黑的科学家们 (如Ｈ ｎｓｅｌ等 )利用微电子芯片实现了玻色 -爱因斯坦凝聚 .这一成果标志着芯片技术应用的一次飞跃 ,为量子退相干理论研究、单粒子探测、原子刻蚀、原子全息乃至量子计算机的发展开辟了一条光明之路 .Ｈ ｎｓｅｌ等在 2 0× 2 0ｍｍ2 的芯片上制备出了复杂的金导线电路 ,并且按照冷却程序通入可控的交、直电流 .微电路所产生的场与外部线圈 (其结构比以往要简单得多 )所提供的均匀场叠加 ,构成了捕获原子所需的四极磁场 .芯片位于体积为 30× 30× 110ｍｍ3 的玻璃盒内 ,它面朝下被贴在盒的顶部 .磁捕…     

爱因斯坦与广义相对论的诞生——纪念广义相对论发表100周年

介绍了爱因斯坦建立广义相对论的伟大贡献.他最先发现了等效原理,最先指出万有引力本质上是时空弯曲的几何效应.爱因斯坦也是最先给出广义相对论基本方程——场方程的人.他提出的检验广义相对论的3个重要实验已被观测所证实.爱因斯坦是广义相对论的唯一创建者.     

弯曲的时空

 在牛顿时代给出的绝对时空观中,时间与空间都是绝对的,彼此无关。即时间与空间都是彼此独立的,互不相关,并且不受物质和运动的影响。1905年爱因斯坦建立的狭义相对论时空观中,时间、空间和运动三者相互关联,它们都伴随着物质的存在而存在。但未能说明引力与时空的关系。1915年爱因斯坦建立了广义相对论。它揭示了空间、时间、物质、运动的统一性,几何学和物理学的统一性,解释了引力的本质,也为现代物理学和宇宙学的发展打下了重要的基础。广义相对论的一个重要结论,是我们的时空是弯曲的。广义相对论告诉我们,在引力物体的近旁,空间和时间要被扭曲。     

解密引力波——时空震颤的涟漪

引力波由时空弯曲引起,并以光速传播.爱因斯坦通过广义相对论预言了引力波的存在.2015年9月14日LIGO引力波天文台首次探测到引力波信号,这是人类首次直接探测到引力波,也是首次探测到双黑洞并合事件.我们特别邀请LIGO科学联盟的两位教授从他们的实际科研工作出发,向我们详细解密引力波的前世今生.     

脉冲星计时阵探测引力波

正一、引言一百年前,爱因斯坦发表了著名的广义相对论并预言了引力波的存在。在广义相对论中,引力被描述成时空弯曲的几何效应。物质和能量的分布引起时空的弯曲;这种时空的曲率反过来"指导"身处其中的物体如何运动。一般来说,加速运动的物体会引起时     

奇点与奇点定理简介（上）

什么是奇点广义相对论中的奇点是一个重要的研究课题,它既是能量条件最早的应用之一,也是全局方法在广义相对论中初试锋芒的范例。我们在《能量条件简介》中曾经提到,广义相对论的经典解(比如施瓦西解)存在奇异性。其中有的奇异性(比如r=2m)可通过坐标变换予以消除,因而不代表物理上的奇点;而有的奇异性(比如r=0)则是真正的物理奇点。很明显,在奇点研究中,真正的物理奇点才是我们感兴趣的对象。那么究竟什么是广义相对论中真正的物理奇点(简称奇点)呢?这初看似乎是一个很简单的问题。奇点显然就是那些时空结构具有某种病态性质的时空点。但…     

纳米技术新秀:单原子晶体管

 美国康奈尔大学的一个科学家小组研制成由一个钴原子构成的晶体管,钴原子包裹有一层复杂有机化合物,直径仅为10纳米的黄金导线被放置在硅片上,并用这种有机化合物覆盖住。然后在导线上钻一个直径约为1纳米的小孔,制成电源电极和电流电极,再将带有钴原子的有机化合物放置在小孔上,用二氧化硅作绝缘体。哈佛大学另一组科学家也用类似方法研制成单原子晶体管,他们是在黄金电极上放置钒分子,而用氧化铝作绝缘体。单原子或单分子晶体管研究表明,只有在加上一定电压时电流才会通过这类晶体管。此外,将它们放置在磁场中时,通过电流中的电子数量会增加。     

物理学报 2003年 第52卷 物理学分类主题索引

PACC题　　　　　　　目　　作者　年　卷 (期 )　起始页码0 0 0 0总　　论0 15 0M核弹头惰层厚度的反解方法　熊宗华　亢　武　龚　建　胡广春　向永春　裴永全　 2 0 0 3　 5 2 ( 1)　 10 15 5耗散系统不可逆过程中的可拓展广义相对论时空关系　李宗诚　 2 0 0 3　 5 2 ( 4 )　 7670 15 5耗散系统不可逆过程中的可拓展广义相对论引力关系　李宗诚　 2 0 0 3　 5 2 ( 4 )　 7740 2 0 0 立方体AgCl微晶中 [Fe(CN) 6 ] 4- 引入的浅电子陷阱阱深与俘获截面的动力学模拟　杨少鹏　傅广生　李晓苇　耿爱从　韩　理　 2 0 0 3　 5 2 ( 11)　 …     

Si_100_2_1表面上Li原子之间的相互作用与表面结构相变

本文用原子交迭和电子离域-分子轨道方法和原子集团模型, 计算了Li 原子在Si (1 0 0 )2 ×l 表面上的吸附能和吸附Li 原子之间的相互作用, 提出了一种在Li 原子的覆盖度将接近于一个单原子层时, 随着覆盖度的进一步增加, 表面结构连续地从Si (100)-Li (2 × l) 转变成Si( 10 0 )一L i(1×1 ) 的结构相变模型. 关键词：     

广义相对论浅释（1）

本文用通俗的方法介绍了广义相对论的基本思想,并得到了史瓦西场时空弯曲的规律及质点在史瓦西场中自由运动的规律,从而解决了引力红移,Ｃｓ原子种钟环地球飞行后与地面上Ｃｓ原子种的时差,行星进动,光子经过太阳表面时的偏转角,雷达回波延迟等问题。     

超弦理论——统一基本相互作用研究的最新进展

自然界存在的强、弱、电磁和引力相互作用看起来是完全不同的相互作用.如何去统一地描述它们,是科学家们数十年来不断探索的问题.近两年来,在以前研究的基础上,产生了所谓超弦(superstring)理论.初步结果表明,它可以避免以前理论中所存在的矛盾并具有最小的任意性.物理学家们相信,超弦理论有可能最终导致四种相互作用的统一. 1915年,爱因斯坦提出了新的引力理论——广义相对论.它将时间和空间统一为四维时空,而四维时空的几何性质决定了物体所受的引力作用.广义相对论第一次把物理的作用与时空的几何结构联系起来.这一观念对物理学后来的发…     

书讯

《世界近代物理学简史》(谢邦同主编)已出版发行。该书在引证大量原始论文的基础上,详细论述了狭义相对论、广义相对论、原子物理学及量子论、原子力学、原子核物理学、宇宙射线与基本粒子物理学等六大部分的实验发现与理论形成过程,以及中外科学家创造性科研实践活动。该书内容丰富、条理清晰,可作为有关专业研究生与本科生的科学史教材,