宇宙弦:热大爆炸的拓扑遗迹

从凝聚态物理知道,相变时可以形成一些异常的拓扑结构,如超流氦中的量子涡旋和超导体中的磁场涡线.近年来,宇宙学家开始探讨是否在宇宙早期也发生过类似的现象.在温度为1029K时产生的超高温相变的遗迹──宇宙弦有可能是星系形成的种子,它也可能产生一些在今天仍可观测到的其他效应. 宇宙弦如果存在,它将是和现今存在的任何物态不同的一种超密态物质残留下来的稳定的遗迹.这种超密物态可以存在于极早期宇宙中.宇宙弦能够在该种物态衰变之后很久仍然保留下来的理由是它们是“拓扑上”守恒的.拓扑守恒是很有用的概念,值得我们更详细地加以解…     

有趣的近藤效应

正寻找物质新态是凝聚态物理的重要前沿课题,也是科学家同行们激烈竞争的大舞台。近年来,随着科学技术的飞速发展,诸如拓扑超导态、拓扑绝缘态、外尔半金属态等一系列新物质态不断在实验中被观测到。金、铜、银等正常金属的电子基态称为费米液体态,其特征为电阻率     

X射线汤姆孙散射在温稠密物质研究中的应用

温稠密物质(warm dense matter,WDM)是近年来兴起的一个前沿研究领域,它处于传统的凝聚态与等离子体状态之间的过渡状态.此状态下的物质广泛存在于宇宙和实验室中,如巨行星的内核、惯性约束聚变的内爆燃料等.然而人们对温稠密物质又是陌生的,因为传统的凝聚态和等离子体物理的理论和实验方法难以用于研究这样的物质状态.近几年,随着高功率激光装置以及诊断技术的发展,人们发展出X射线汤姆孙散射方法,对温稠密态物质开展了深入的研究,获得了重要的实验结果.     

凝聚态物理学简介

一、什么是凝聚态物理学 固体和液体是由原子、分子集聚起来,具有很强内聚力的有一定体积的物体,这类物体称为凝聚态物质.凝聚态物理学就是研究凝聚态物质的物理性质、微观结构、微观运动状态及其相互关系的学科. 从历史上来说,凝聚态物理学是由固体物理学发展而来的.近年来,固体物理学的研究领域有了很大的扩展,研究对象由内部原子(或分子)呈周期排列的晶态固体发展到内部原子(或分子)没有规则排列的非晶态固体;又发展到结构与非晶态固体相似的液体;还有在一些方向上不规则,但在另一些方向上有某种规则排列的液态晶体(简称液晶);在极低温下…     

黑洞--一种奇异的物质

1概述 黑洞，通常作为一种奇异的天体来介绍，这是因为历史上的理论研究和实际观测都是在天文学的范围内进行的．然而近来物理学家也企图在实验室加速器中把它制造出来；因为从本质上来说，黑洞就是一种物质存在的形式．物质通常以实物和场（电磁场）的形式存在，其中实物是原子分子的集合．或从目前了解的最深的层次来说，它们是由基本粒子组成的，即由夸克、轻子和光子组成．但是黑洞，我们说它是奇异的，是因为它可以说是一种质量的纯粹状态，谈不上有什么内部结构。     

光的量子拓扑态及其实验观测

<正>对称性是20世纪物理学的一大主题，不仅在相对论和量子力学的发展中占据了主导地位，也为物态分类提供了主要依据。朗道相变理论的建立，从对称性破缺的角度解释了绝大多数物态之间的不同，是凝聚态物理研究的基石。到了20世纪后半叶，人们发现了一种不依赖于对称性破缺的物质状态，即拓扑物态。这一新奇物态的研究结合了拓扑学和凝聚态相变理论，在过去50年逐步成为物理学研究的一个主流方向。     

我国凝聚态物理学进展概况

 记得杨振宁先生曾在中国第三届吴健雄物理奖大会上说过:“物理学在二十世纪最后的这些年,发展的方向非常之多。……非常高兴的是刚才黄昆念的六个初选的工作题目,都是凝聚态物理方向的,这是非常正确的方向。我个人认为,凝聚态物理是以后十年、二十年物理里头最有发展的方向。”“这么多的中国年轻人,走到凝聚态物理的方向,表示这个方向是很正确的”。 现代物理学发展的历史,也证实了杨振宁的看法。大家知道,物理学的研究一直是从处理简单系统的规律入手,如牛顿力学、麦克斯韦的电动力学都是如此。不过,诚如冯端在一篇题为《21世纪的凝聚态物理学》文章所言,在经典物理学中物的成分较小,理的成分较大。但自从量子力学和统计物理的发展使人们掌握了认识物质世界的钥匙后,物理学中物的成分与理的成分相互平衡,平分秋色。随后是粒子物理与凝聚态物理分道扬镳,前者探索更微观领域内简单系统的基本规律,而后者则面向复杂的物质世界。     

物理模型在凝聚态物理研究中的重要作用──在全国自然辩证法规划会议上的报告

凝聚态物理是物理学中最大的一个分支学科.它的对象是由大量微观粒子组成的宏观体系,并且粒子之间的相互作用很强,使整个粒子系统在空间发生凝聚,形成固态或液态. 凝聚态物理和现代科学技术发展有密切关系.它是材料、元件、器件等技术科学的理论基础.凝聚态物理的研究受到各工业先进国家的高度重视. 人们认为,组成凝聚态物质的粒子基本上是清楚的(不外是原子、分子、离子和电子等),支配凝聚态物质内部运动的物理规律(粒子间相互作用力的性质)也基本上是清楚的.物理学家认为,在探求凝聚态物质层次的物理规律时,现有的物理学普遍原理已经够用,…     

用中子散射法研究凝聚态物质的新进展

在近２０年间,由于中子源和散射装置的改进,中子散射在凝聚态物质中的应用日益广泛,许多方面是其它（ｘ射线、电子）散射技术无可比拟的。本文在简单评述供散射用的中子源和散射实验技术进展之后,重点介绍中子散射在凝聚态物质研究中的应用。它们包括晶体结构和磁结构的测定、表面、界面和薄膜的表征、测定结构涨落、磁涨落的现代相变研究、畸变、无序系统（包括分形和小角散射）和高分子材料、高Ｔ＿ｃ氧化物超导体的研究,工业上应用也作了简短讨论。     

暗物质的困境

 远在30年代,天文学家惠兹克已注意到,在星系团中,星系的绕行速度是如此之快,按理,它们无法稳定地呆在星系团中.他推测存在某种看不到的物质,提供了引力“胶质”.70年代,又发现银河系边缘的恒星运动速度,要比理论家预言的快得多,这也暗示着有大量的暗物质弥漫于星际空间.以后,对旋涡星系旋转情况所作的射电和光学观测表明,它们被暗物质晕所包围.分析了很多星系对和星系群的运动之后,人们确信,星系所含物质的总量,要比其可见的大得多.故天文学家断言,宇宙并不仅仅含有组成我们身体、地球和星星的那类通常物质.所谓通常物质,是指由重子(质子、中子等)组成的物质.而其他粒子,诸如电子,它们数量虽多,但对宇宙质量的贡献是很小的.     

用中子散射法研究凝聚态物质的新进展

在近２０年间，由于中子源和散射装置的改进，中子散射在凝聚态物质中的应用日益广泛，许多方面是其它（ｘ射线、电子）散射技术无可比拟的。本文在简单评述供散射用的中子源和散射实验技术进展之后，重点介绍中子散射在凝聚态物质研究中的应用。它们包括晶体结构和磁结构的测定、表面、界面和薄膜的表征、测定结构涨落、磁涨落的现代相变研究、畸变、无序系统（包括分形和小角散射）和高分子材料、高Ｔ＿ｃ氧化物超导体的研究，工业上应用也作了简短讨论。     

中科院物理所2019年面向全球高薪诚聘岗位博士后研究人员

<正>中国科学院物理研究所是以物理学基础研究与应用基础研究为主的多学科、综合性研究机构。研究方向以凝聚态物理为主,包括凝聚态物理、光学物理、原子分子物理、等离子体物理、软物质物理、生物物理、凝聚态理论和计算物理等。     

南京大学固体微结构国家重点实验室诚招英才

南京大学固体微结构物理国家重点实验室始建于1984年,是国内首批建设、开放的国家重点实验室.实验室在国家相关部门组织的历次评估中均名列前茅,是国家凝聚态物理研究的重要基地之一.固体微结构物理国家重点实验室研究凝聚态物质中不同尺度层次,不同类型微结构组态、分布、相互作用及形成和转变规律,揭示它们与宏观物理性质间的内在联系,并将理论研究、     

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。     

怎样直接探寻暗物质

正探寻暗物质的含义顾名思义"暗物质",就是用任何波长的光,无论是极短波长的γ射线还是很长波长的无线电波都无法观察到的物质。当没有光线时,它是黑暗的,无法看到它;有光线时,它既不反射光,也不吸收光,是完全透明的,我们依然观察不到它。但是,自1993年以来,发现宇宙中存在暗物质的所有根据都是因为"引力"。因为这些暗物质与我们普通物质之间有"引力"作用,才使我们感知到暗物质的存在。暗物质不仅存在,而且在宇宙物质     

新几何阻挫物质M2(OH)3X的新颖量子磁性——磁有序和涨落在均匀自旋系的共存

几何阻挫引起诸多的未知新颖量子状态,这些新颖量子相的理解预计将带来物理学的突破。笔者通过材料科学研究,偶然发现了新型几何阻挫系列M2（OH）3X[M==Cu,Co,Ni,Mn,Feetc．;X=C1,Br,I]。它们初步展示了新颖的磁性,虽然这些物质是由单一磁性离子组成的均匀晶体,在这些化学均匀系中自旋的有序[如铁磁或反铁磁秩序]和自旋涨落同时共存。因为d电子磁性离子的量子性,本物质系列提供了研究几何阻挫引发的新颖量子特性的绝好舞台。本文综合介绍我们在这一方面最近取得的主要成果。他山之石可以攻玉,新材料的发现往往会带来物理学的新进展,本文同时也例证了材料科学对凝聚态物理的重要性。     

精确研究光电离散射截面的新方法

利用单个原子精确的光电离散射截面和物质的复介电常数,并考虑一定的分子力学模型,可以对凝聚态物质中的原子光电离截面进行定量研究.孙卫国等最近提出了一套研究真实体系中原子光电离截面的新方法.本文首次应用它们来研究碱土金属钠在不同密度状态下的光电离截面,结果表明新的光电离截面公式比著名的孤立原子光电离截面公式更具有优越性.     

凝聚态物质中冷核聚变可能性的理论探讨

本文对凝聚态物质中可能的冷核聚变现象,提出了强耦合冷等离子体模型。通过电化学分析,考虑到强Coulomb屏蔽效应和微热核效应,建立了冷聚变率表达式并导出其近似显式。理论结果表明,聚变率对氘核的低温度和高密度不很灵敏,而对局域氘核的屏蔽修正因子η是敏感的。当η>2时,冷聚变就可观测到。     

精确研究光电离散射截面的新方法

利用单个原子精确的光电离散射截面和物质的复介电常数，并考虑一定的分子力学模型，可以对凝聚态物质中的原子光电离截面进行定量研究。孙卫国等最近提出了一套研究真实体系中原子光电离截面的新方法。本首次应用它们来研究碱土金属钠在不同密度状态下的光电离截面，结果表明新的光电离截面公式比名的孤立原子光电离截面公式更具有优越性。     

光学黑洞可以在实验室中生成

瑞典和苏格兰物理学家声称黑洞可以在实验室中造出来。他们的计算表明,得益于凝聚态物理研究的最新进展,可以创造出一个光学黑洞来吸取和捕集光的颜色,就像天文学黑洞吸引物质一样。 这两位研究人员发掘出Ｗａｌｔｅｒ Ｇｏｒｄｏｎ在１９２３年的一篇论文,从爱因斯坦的时空度规变化的相对论出发,认识到时空实际是一个媒介,因而任何运动的介电媒体对光都是一个引力场。但是,要观测到奇妙的黑洞效应,光在介质中的速度必须比介质的速度要慢。 美国物理学家最近在玻色一爱因斯坦凝聚物质方面的研究结果表明这一点是可行的：在铆原子的…