中性粒子在Ioffe阱中的经典运动

Ioffe阱因能对中性粒子实现稳定囚禁而成为一种倍受关注的磁阱。若只讨论阱中的近原点区域时,阱中的磁场可以呈现出一种简明的形式。磁矩μ反平行于磁场的中性粒子在阱中与磁场发生相互作用,借助相互作用势,可以获得粒子在阱中的经典运动方程。本文着重探究这种方程的近似求解方法。在一定的条件下,我们可以采用逐次近似的方法,使方程演化为我们熟悉的马丢方程的形式。若阱的参数设置使得马丢方程中λ>>q>0成立时,我们可以利用传统的WKBJ方法近似求解马丢方程。作为一种新的尝试,本文还采用傅立叶级数展开的办法来对马丢方程进行求解,从而得到中性粒子在阱中的经典运动规律。     

双δ激光脉冲作用下Paul阱中单离子的规则与混沌运动

考虑赝势近似下囚禁于Paul阱中的单离子与双δ脉冲型周期势相互作用系统的规则与混沌运动.应用积分方程方法得到系统的经典运动精确解,通过数值方法作出相空间轨道图和平均能量的时间演化曲线.结合分析与数值结果,发现两个有趣的结论.即在离子与单δ脉冲作用出现共振失稳的情形,在双δ脉冲作用下却出现了稳定的规则运动;离子随着双δ脉冲中两个脉冲之间的时间间隔减小而由规则运动转为混沌运动,其平均能量扩散的快慢与混沌运动的混乱程度相关.还研究了系统的共振失稳,发现通过 关键词： 双δ脉冲 囚禁离子 精确解 混沌     

Fermi气体在势阱中的最大囚禁范围与状态方程

在Thomas-Fermi近似条件下,研究了n维广义幂律势阱中Fermi原子气体的最大囚禁范围,给出了n维势阱中气体的实际囚禁体积,导出了状态方程.结果表明,最大囚禁范围和囚禁气体压强不仅与势阱性质有关,也与自由理想Fermi系统的化学势有关.对三维球对称简谐势阱进行了应用,表明在Thomas-Fermi近似有效的前提下,当系统满足条件((kT)/(hω))² ((16π²g)/ 关键词： Fermi气体 n维势阱')" href="#">n维势阱 最大囚禁范围 状态方程     

用二维含时Fokker-Planck方程分析Tokamak中α粒子的输运

按分布函数的定义不同,描述高能带电粒子在等离子体中输运的-Planck方程有不同的形式。从数值计算的观点出发对两种不同形式的Fokker-Planck方程作了比较和评价,并指出Fokker-Planck碰撞项可解释为速度空间的对流扩散项。在此基础上用有限差分方法求解二维(速度一维,几何一维)含时Fokker-Planck方程,编制了计算程序CAPT,并将其应用于α粒子的输运研究。最后计算了典型的Tokamak D-T聚变堆参数下α粒子的损失,并给出了堆内α粒子的分布及损失α粒子的速度分布。     

具有时滞反馈的非对称双稳系统中的振动共振研究

研究了具有时滞反馈的非对称双稳系统中的振动共振现象. 在绝热近似条件下, 应用快慢变量分离法得到系统响应振幅的解析表达式Q, 分析了时滞参数α和不对称参数r对振动共振现象的影响. 结果表明: 在Q-α平台上, α可以诱导响应幅值的极大值以输入高频信号和低频信号的周期出现. 不对称参数并不影响共振发生的位置, 但是能够增强响应幅值. 在Q-B (B为高频信号振幅)平台上, 共振发生的位置B_VR随着α呈现两种不同的周期关系, 且周期分别为输入高频信号和低频信号的周期. 在Q-Ω (Ω高频信号频率)平台上, 随着时滞参数的增大, 当B较小时, 在Ω的小值区间内, Q呈现出多重共振现象, 在Ω的大值区间, Q趋于定值.     

具有Manning-Rosen标量势与矢量势的Klein-Gordon方程的任意l波束缚态近似解析解

在球坐标系中研究了具有离心项的Manning-Rosen型标量势与矢量势的Klein-Gordon方程.在标量势等于矢量势的条件下,运用合适的指数近似将具有离心项的径向Klein-Gordon方程转化成超几何微分方程,从而获得了系统的任意l波Klein-Gordon方程解析束缚态径向波函数.最后,对l=0和α=0或1两种特殊情况进行了简单讨论. 关键词： Manning-Rosen势 Klein-Gordon方程 束缚态 近似解析解     

Rb原子磁光阱中囚禁原子数目与实验参数的依赖关系

研究表明，Rb原子磁光阱中所囚禁的原子数目对囚禁光的光强和失谐量，回泵光的强度以及磁场梯度有很大的依赖关系.用二能级系统模型对囚禁原子数目随囚禁光的光强和失谐量的变化关系进行了预估，理论预测的结果与实验结果定性符合.实验结果也展示了囚禁原子数目随回泵光的强度和磁场梯度的变化关系，要定量解释这些实验结果则需要更复杂的理论模型.通过囚禁原子数目对实验参数依赖关系的研究，得到特定的实验参数，来获得最大数目的冷原子. 关键词： 磁光阱 冷原子     

光晶格动量依赖偶极势中原子运动

研究了原子在光晶格偶极势依赖原子动量情况下的运动, 特别考虑了偶极势对原子动量的依赖特性. 对动量和位置的方差研究表明, 原子的动量方差呈现压缩性质, 位置方差呈现放大性质.据此我们预言光晶格动量依赖偶极势中的单粒子态可能接近动量压缩线态. 研究结果还表明, 红失谐情况下原子的动量演化可分为三个过程: 第一个过程是慢减速过程, 初始动量较大的原子, 动量以近似阻尼振荡的形式衰减; 第二个过程是快减速过程, 当动量被减速到接近到光子动量时, 动量迅速减小到hk(Ω/γ)², 其中hk为光子动量, Ω为拉比频率, γ为原子波函数衰减函数; 第三个过程是原子被囚禁过程, 当原子动能被降低到小于势井深度时, 原子被囚禁在晶格波腹附近. 关键词： 动量演化 光晶格 压缩态     

强流环形电子束在同轴永磁Halbach结构磁路中传输的初步分析

利用有限元程序SUPERFISH计算求解了同轴永磁Halbach结构磁路的磁场,并推导出该磁场位形磁感应强度各分量的近似表达式.利用流体模型分析了作用在电子束上的力并导出了改进马丢方程形式的径向力平衡方程,给出了平衡条件;利用2.5维全电磁粒子模拟程序研究了强流环形电子柬在该周期系统中传输的物理过程.计算得出强流相对论电子束的稳定传输与电子束电流,电子束厚度,磁场强度,电子束入射角度等因素有关.分析认为利用同轴永磁Halbach结构磁路导引数KA的环形电子束,并使之稳定传输是可能的.同时该磁场聚焦形式也为Ubitron中的束一波相互作用提供了一个作用机制.     

强流环形电子束在同轴永磁Halbach结构磁路中传输的初步分析

利用有限元程序SUPERFISH计算求解了同轴永磁Halbach结构磁路的磁场, 并推导出该磁场位形磁感应强度各分量的近似表达式. 利用流体模型分析了作用在电子束上的力并导出了改进马丢方程形式的径向力平衡方程, 给出了平衡条件; 利用2.5维全电磁粒子模拟程序研究了强流环形电子束在该周期系统中传输的物理过程. 计算得出强流相对论电子束的稳定传输与电子束电流, 电子束厚度, 磁场强度, 电子束入射角度等因素有关. 分析认为利用同轴永磁Halbach结构磁路导引数KA的环形电子束, 并使之稳定传输是可能的. 同时该磁场聚焦形式也为Ubitron中的束--波相互作用提供了一个作用机制.     

Control of spins in a nano-sized magnet using electric-current

With the development of spintronics,spin-transfer torque control of magnetic properties receives considerable attention.In this paper the Landau-Lifshitz-Gilbert equation including the torque term is used to investigate the magnetic moment dynamics in the free layer of the ferromagnet/non-magnetic/ferromagnet(FM1/N/FM2) structures.It is found that the reverse critical time τ_c decreases with the current increasing.The critical time τ_c as a function of current for the perpendicular and parallel easy magnetic axes are the same.The critical time τ_c increases with the damping factor α increasing.In the case of large current the influence of the damping factor α is smaller,but in the case of little torque the critical time τ_c increases greatly with the damping increasing.The direction of the magnetization in the fixed layer influences the critical time,when the angle between the magnetization and the z direction changes from 0.1π to 0.4π,the critical time τ_c decreases from 26.7 to 15.6.     

General equation describing viscosity of metallic melts under horizontal magnetic field

Viscosities of pure Ga, Ga_(80)Ni_(20), and Ga_(80)Cr_(20) metallic melts under a horizontal magnetic field were investigated by a torsional oscillation viscometer. A mathematical physical model was established to quantitatively describe the viscosity of single and binary metallic melts under a horizontal magnetic field. The relationship between the viscosity and the electrical resistivity under the horizontal magnetic field was studied, which can be described as η_B = η +(2H/πΩ)B~2(η_B is the viscosity under the horizontal magnetic field, η is the viscosity without the magnetic field, H is the height of the sample,? is the electrical resistivity, and B is the intensity of magnetic field). The viscosity under the horizontal magnetic field is proportional to the square of the intensity of the magnetic field, which is in very good agreement with the experimental results. In addition, the proportionality coefficient of ηB and quadratic B, which is related to the electrical resistivity,conforms to the law established that increasing the temperature of the completely mixed melts is accompanied by an increase of the electrical resistivity. We can predict the viscosity of metallic melts under magnetic field by measuring the electrical resistivity based on our equation, and vice versa. This discovery is important for understanding condensed-matter physics under external magnetic field.     

Theoretical possibilities of a solenoid as mass filter

The paper deals with equations of motion of ions in a time-dependent magnetic field of a solenoid. These lead to a Hill equation approximated by a Mathieu equation. The instability of solutions of these equations in certain regions implies a theoretical possibility of filtering ion beams according to masses.     

外加直流电场作用下高阶弱非线性复合介质的电势分布

利用同伦分析方法, 研究了一类由柱形杂质随机嵌入基质所形成的、电场和电流密度满足J = σ E + χ |E|²E + η|E|⁴E 形式本构关系的高阶弱非线性复合介质在外加直流电场作用下的电势分布问题. 首先利用模函数展开法, 将本构方程及边界条件化成了一系列非线性常微分方程的边值问题; 再利用同伦分析方法进行求解, 给出了电势在基质和杂质区域的渐近解析解. 关键词： 高阶弱非线性复合介质 模函数展开法 同伦分析方法 电势分布     

正压大气环流中的曲面周期波和孤波

大尺度正压大气环流的波动特征对理解气候变化具有重要的意义,而非线性浅水波方程组是描述大尺度正压大气环流的原始控制方程.本文对线性方程的复变函数解,通过二次适当的移植,求得浅水波方程组的发展方程的扰动位势的实变函数解,该实变函数解析解由基流项和波动项两部分组成.其中基流由波数、波速、β效应、变形半径和时间的任意函数共同决定;波动项与β效应有关.分析表明,在大尺度正压大气环流中扰动位势存在曲面的周期波和孤波的现象,周期波与孤波相互调制而呈现不稳定性;当多个周期孤波同时出现时,则彼此独立传播;扰动位势波动项中的时间任意函数对曲面周期孤波的波幅有调制作用,可控制波的产生、发展和消失.所得结果对研究大气波动现象和气候变化具有一定的理论参考价值.     

用不变本征算符法求晶面吸附原子的振动模

晶体表面的扩散和缺陷对晶体振动模式的影响是表面物理学研究的一个重要和基本的课题.晶格振动的频率对应于系统的能带.由于晶格中原子的振动不是孤立的,并且晶格具有周期性,所以在晶体中形成格波.格波代表晶体中所有原子都参与的频率相同的振动,又常称为一种振动模.本文讨论在表面吸附位势系数β_0与晶体内部原子的周期位势系数β不同的情况下,晶体表面吸附一个质量为m_0(与晶格原子质量m不同)的原子以后晶格的振动模.采用不变本征算符方法,严格地导出此振动模为ω=((2β(1-coshα))/(hm))~(1/2),其中α=ln[-(mβ_0+m_0(-2β+β_0)+(β_0)~(1/2)((-4mm_0β+(m+m_0)~2β_0))~(1/2)/2m_0β].此结果表明,ω不但取决于吸附位势与吸附原子的质量,也与晶格原子的质量与内位势有关.     

Average and local magnetic moments on Fe atoms in microcrystalline and amorphous Fe100−xPx alloys

We have measured the concentration dependence of the average magnetic moment per Fe atom _Fe(x) in microcrystalline and amorphous Fe-P alloys obtained over a wide concentration range using electrochemical deposition. The model of local magnetic moments has been used to described _Fe(x). On the basis of this model the effects of phosphorus on the value _Fe are explained in terms of the parameters of the local environment of the Fe atom.     

太赫兹场和倾斜磁场对超晶格电子动力学特性调控规律研究

微带超晶格在磁场和太赫兹场调控下表现出丰富而复杂的动力学行为, 研究微带电子在外场作用下的输运性质对于太赫兹器件设计与研制具有重要意义. 本文采用准经典的运动方程描述了超晶格微带电子在沿超晶格生长方向(z方向)的THz场和相对于z轴倾斜的磁场共同作用下的非线性动力学特性. 研究表明, 在太赫兹场和倾斜磁场共同作用下, 超晶格微带电子随时间的演化表现出周期和混沌等新奇的运动状态. 采用庞加莱分支图详细研究了微带电子在磁场和太赫兹场调控下的运动规律, 给出了电子运行于周期和混沌运动状态的参数区间. 在电场和磁场作用下, 微带电子将产生布洛赫振荡和回旋振荡, 形成复杂的协同耦合振荡. 太赫兹场与这些协同振荡模式之间的相互作用是导致电子表现出周期态、混沌态以及倍周期分叉等现象的主要原因.     

Numerical analyses on optical limiting performances of chloroindium phthalocyanines with different substituent positions

Optical limiting properties of two soluble chloroindium phthalocyanines with α- and β-alkoxyl substituents in nanosecond laser field have been studied by solving numerically the coupled singlet–triplet rate equation together with the paraxial wave field equation under the Crank–Nicholson scheme. Both transverse and longitudinal effects of the laser field on photophysical properties of the compounds are considered. Effective transfer time between the ground state and the lowest triplet state is defined in reformulated rate equations to characterize dynamics of singlet–triplet state population transfer. It is found that both phthalocyanines exhibit good nonlinear optical absorption abilities, while the compound withα-substituent shows enhanced optical limiting performance. Our ab-initio calculations reveal that the phthalocyanine withα-substituent has more obvious electron delocalization and lower frontier orbital transfer energies, which are responsible for its preferable photophysical properties.