一般稳态时空视界的确定

本文给出在一般稳态时空中确定是否存在事件视界并决定其位置的普遍适用的解析方法。 关键词：     

光子芯片中类比引力的研究

探索和理解引力场弯曲时空的本质一直是人类孜孜不倦追求的目标。尤其最近天文学上两大事件：激光干涉引力波天文台探测到引力波信号以及事件视界望远镜拍到黑洞的影子,进一步激发人类对古老而神秘引力的兴趣。尽管人类在探测引力现象的天文实验技术上取得了巨大的进步,但是对于有些引力现象的研究仍然面临着挑战,特别是与引力有关的量子效应。另一方面,类比引力系统为人类研究引力效应提供了一个新的实验平台,它可以在实验室环境下研究目前天文观测仍面临挑战的引力现象,例如黑洞附近引力场的量子效应。文章将介绍以光子芯片作为一种类比引力的实验体系而实现的引力场弯曲时空的模拟与研究。     

诸葛亮巧借东风—浅析伽利略航天轨道计划中的引力助推效应

本文扼要介绍了伽利略航天轨道计划，并以浅显的力学原理计算出伽利略探测器从地球飞向木星所需的初始速度。文中详细分析了伽利略探测器两次近飞地球的过程，揭示了引力助推效应在星际飞行中节省能量和控制航向的重大意义。     

光子高阶轨道角动量制备、调控及传感应用研究进展

光子既是经典信息也是量子信息的理想载体. 单个光子不仅可以携带自旋角动量(与光波的圆偏振相关), 还可以携带轨道角动量(与光波的螺旋相位相关). 而轨道角动量的重要意义在于可利用单个光子的量子态构建一个高维的Hilbert空间, 从而实现高维量子信息的编码. 自Allen等于1992年确认光子轨道角动量的物理存在以来, 轨道角动量在经典光学和量子光学领域展现了诸多诱人的应用前景, 目前已成为国际光学领域的研究热点之一. 本综述将着重介绍高阶轨道角动量光束的制备与调控技术, 特别是高阶轨道角动量的量子纠缠态操控、旋转Doppler 效应测量及其在远程传感和精密测量技术中的应用.     

由光子理论推导光波多普勒效应公式

从光子理论和相对论出发，导出了光波多普勒效应公式．     

光子石墨烯中赝磁场作用下的谷霍尔效应

将石墨烯中赝磁场的产生机理运用于光子石墨烯,通过在光子石墨烯中引入晶格有规律单轴形变的方式,理论分析得到了谷依赖的均匀赝磁场,并通过数值模拟的方法观察到明显的谷霍尔效应.这种谷霍尔效应的显著程度随晶格形变度的增加而加强.在具有一定损耗的电介质材料构成的形变光子石墨烯中仍可观察到明显的谷霍尔效应.随着电介质材料损耗的增加,谷霍尔效应导致的波束转弯效果依然能够保持,只是强度逐渐变弱.类似于自旋电子学中的自旋霍尔效应,这种光子石墨烯中等效赝磁场作用下的谷霍尔效应在未来谷极化器件的设计和应用中具有重要意义.     

简并双光子激光的光子统计

从原子和场模的密度算符的主方程出发,应用Haake和Lewenstein所发展的原子变量绝热消除的算符方法,导出了简并双光子激光光场Wigner函数的福克-普朗克(Fokker-Planck)方程及其稳态解.利用稳态解的高斯近似,求得了在不同泵浦强度下,光子统计的解析结果如数值结果,并与前人的结果作了比较.     

光子飓风——具有光子横向轨道角动量的时空涡旋

众所周知,光子具有沿传播方向的线性动量。光子的线性动量在光与物质的相互作用中具有重要的作用。光子与物质的动量交换可以产生光压。2018年获得诺贝尔物理学奖的光镊技术基于微纳米颗粒对光子动量改变产生的光场梯度力。     

短周期涡轮实验的非稳态效应研究

近年来,短周期实验在涡轮研究领域得到了越来越广泛的应用,但是短周期实验过程中流场参数是不断变化的,这可能给实验结果带来不利的影响,降低了短周期实验的精度.本文针对某涡轮的短周期气动性能实验,通过非定常数值方法模拟了短周期实验过程中涡轮落压比和涡轮转速非稳态变化的过程,分析了短周期实验非稳态效应对实验结果的影响.数值模拟的结果表明.非稳态效应对涡轮扭矩、焓降、流量和效率的影响基本与单位压强变化率和单位转速变化率呈线性关系,非稳态效应对效率造成的误差通常在0.3%以内.本文使用的方法,可以推广到其他类型的短周期涡轮实验中用于分析实验非稳态效应,对于提高短周期实验台的精度、推广短周期实验技术是有意义的.     

光子成像静止点目标的管道滤波探测方法

构建了具有单光子成像能力的光子成像系统,提出应用管道滤波方法实现对光子受限静止点目标的探测。分析了光子图像静止点目标与点状噪声特征,根据静止点目标在序列图像中位置的确定性以及噪声点的不相关性,研究了基于管道滤波的光子成像静止点目标探测方法。为降低目标探测的虚警概率,优化了管道滤波直径。以实验采集得到的多组光子图像序列为样本,获得了探测概率、虚警概率与信号光子数、噪声光子数、管道长度以及检测阈值的关系。检测结果显示,对信号与噪声的平均发生率为0.4和5.215的序列图像,当管道长度为9、检测阈值为2时,探测概率达0.9以上且虚警概率〈0.08。对比多组图像序列的检测结果表明,影响探测概率的主要参数是信号光子数,而影响虚警概率的主要参数是噪声光子数。     

Orbital effect in the stationary axisymmetric field

This paper uses an elegant mathematical method to calculate the orbital effects in the axisymmetric field created by the spinning mass with electric charge and a large number of magnetic monopoles. In comparison with that in the Reissner-Nordstroem （R-N） field, the correction terms caused by the spinning mass decrease the advanced effect as the revolution direction of the test particle coincides with that of the Kerr field, however, the correction terms caused by the spinning charged mass increase the advance effect as the revolution direction of the test particle coincides with that of the Kerr-Newman-Kasnya （KNK） field. Generalizing the effect in the axisymmetric field, it obtains interesting results by discussing the parameters of the celestial body, these parameters provide a feasible experimental verification of the general relativity.     

Anti-de Sitter时空中黑洞量子熵的发散结构

用“brick- wall”模型研究了Anti-de Sitter时空中起源于电磁和引力场的黑洞量子熵的发散结构, 结果表明量子熵由线性发散项和对数发散项构成. 如果平衡温度选为Hawking温度，固有截断替代坐标截断，则线性发散项可化为正比于事件视界面积的形式；而对数发散项不仅依赖于黑洞的特征，也依赖于场的自旋，由于此项的存在，自旋场的贡献不再与标量场的贡献成正比. 关键词： 发散结构 黑洞熵 AdS时空 电磁和引力场     

利用多像素光子计数器的光学串话效应提高光子探测效率

通过分析多像素光子计数器(MPPC)的工作原理和其光学串话(OC)效应的特点,提出在使用MPPC输出雪崩信号的幅度或电荷量作为光子计数的参量时,利用MPPC的OC效应能提高MPPC的光子探测效率的观点,并从理论上分析了OC效应对光子探测效率的影响。理论分析结果显示,在这两种光子计数模式下,利用OC效应能明显提高MPPC的光子探测效率。利用本文模型计算得出当MPPC的雪崩单元数M为1 600个,忽略OC效应时的光子探测效率等于30%,光学串话概率等于50%,以及单脉冲入射光子数均值为10时,包含OC效应影响的等效光子探测效率可提高50%,达45%左右。该结果对MPPC在天体物理、粒子物理、荧光光谱探测等弱光探测场合的应用有一定指导意义。     

一种空时体积与引力的激发和跃迁生成模式

利用4单形及其对偶1-骨架,描述了纯空时的跃迁. 对自旋网编织成的三维空间在跃迁的两个台阶间体积的改变做出了证明. 给出了四维空时体积的一个平坦量子涨落模型. 利用自旋网腿中的圈线刺过曲面时产生的激发,获得了三维空间的2阶对称离散张量h^ab,按照空时是激发和跃迁体系的观点,得到了离散引力场h^μν的产生与改变机制. 关键词： 体积量子膨胀 空时度规涨落 引力扰动的激发 2阶对称张量的产生     

On the uniqueness of the Dirac theory in curved and flat spacetime

In this work a number of examples are used to illustrate uniqueness of physical prediction of the Dirac theory in a curved and a flat spacetime. Dirac Hamiltonians in arbitrary, including time‐dependent, gravitational fields uniquely determine physical characteristics of quantum‐mechanical systems irrespective of the choice of the tetrad fields. Direct spin‐rotation coupling that occurs with a certain choice of tetrads does not manifest itself in final physical characteristics of the systems and therefore does not represent a physically relevant effect.     

The properties and geodesics related to the NUT--Taub-like spacetime

Some properties related to the NUT--Taub-like spacetime, such as the surface of infinite red-shift, horizon, singularity and the area of the NUT--Taub-like black hole are discussed. Furthermore, the geodesics in the NUT--Taub-like spacetime are obtained in some special cases. Specifically, the circular orbits for a massive particle are derived, which can reduce to the cases of the Schwarzschild spacetime and the NUT--Taub spacetime when m^*=0 and m^*\ll M, respectively.     

Study of the photon identification efficiency with ALICE photon spectrometer

The efficiency for the detection and identification of photons with the ALICE PHOton Spectrometer PHOS has been studied with the Monte-Carlo generated data. In particular, the influence on the efficiency of the PHOS-module edge-effect and of the material in front of PHOS have been examined.     

Orbit–orbit interaction and photonic orbital Hall effect in reflection of a light beam

We examine the orbit-orbit interaction when a paraxial beamwith intrinsic orbital angular momentum （IOAM） reflects at an air-glass interface. The orbital-dependent splitting of the beam intensity distribution arises due to the interaction between IOAM and extrinsic orbital angular momentum （EOAM）. In addition, we find that the beam centroid shows an orbital-dependent rotation when seen along the propagation axis. However, the motion of the beam centroid related to the orbit-orbit interaction undergoes a straight line trajectory with a small angle inclining from the propagation axis. Similar to a previously developed spin-dependent splitting in the photonic spin Hall effect, the orbital-dependent splitting could lead to the photonic orbital Hall effect.     

Relativistic Landau quantization in the spiral dislocation spacetime

We analyse the interaction of a relativistic electron with a uniform magnetic field in the spiral dislocation spacetime.We show that analytical solutions to the Dirac equation can be obtained,where the spectrum of energy corresponds to the relativistic Landau levels.We also analyse the influence of the spiral dislocation on the relativistic Landau levels by showing that there exists an analogue of the Aharonov–Bohm effect for bound states.