引力场能动张量定义的历史争论及重新研究

引力场的能动张量是引力理论中一个极为重要的物理量。八十多年前Ｌｅｖｉ－Ｃｉｖｉｔａ等人同爱因斯坦曾就这个量的定义及守恒律展开过一次重大争论。后来虽然爱因斯坦的观点占了上风,但其定义的引力场能动张量,由于缺管协变性,成了至今尚未完满解决的“老大难”问题。文章对这场争论的前因后果和双方的观点进行了较详细叙述;且结合作者自己的研究对这场争论作了新的评论;并介绍了作者重新研究的成果,特别是引力波不传播能量     

有挠引力场之能动张量密度及自旋密度的再研究

在有挠情况下对引力场的能动张量密度及自旋密度进行了再研究，肯定了定义Ｔ（Ｇ）μｉｄｅｆδＬＧ／δｈｉμ及Ｃ（Ｇ）μｉｊｄｅｆ－２δＬＧ／δΓｉｊμ的合理性，导出了引力波虽存在但不携带能量、动量及自旋的结论．     

引力波的基本场方程与假性能动张量

导出适用各种背景时空的引力波基本场方程,定义了引力波的假性能张量并阐述了它与引力场的赝能动张量的区别,还对射电脉冲双星能否验证“引力辐射”的争论进行了研究。     

随机引力场的能量———动量张量

首次论证了在随机引力场中，其能量－动量张量ｔ＾ｉｋ不会变零，因此，它能够具有随机的定域值，虽然在确定性的引力场中ｔ＾ｉｋ通常被认为是不可定域的。     

引力场方程的新标架形式及定域化的引力场能量动量张量

本文通过引入标架空间定叉了引力场场强张量和引力场拉格朗日密度,根据最小作用量原理导出了引力场运动方程的一种新的半度规形式(或称标架形式)及具有标架空间和坐标空间的双重协变的引力场能量动量张量.我们用这种定域化的能量表达式和球对称真空外部场席瓦兹希德解(当β1+β2=0,B3=0时)计算出在r≥R区域中的球对称引力场的总能量为E=MC2 1-√1-2GM/C2R/1+√1-2GM/C2R.它把爱因斯坦引力理论作为一个特例(满足条件β1=β2=β3=0)包含其中,是对爱因斯坦度规引力理论的重大发展.本文通过求解球对称真空外部场解得到以下结论:满足条件β1+β2=0,β3=0时的球对称真空外部场解就是席瓦兹希德外部解,基于球对称真空外部场解的任何检验Einstein引力场方程的实验验证都无法确定Einstein引力场方程是唯一正确的.最后根据粒子在引力场中的运动方程确定了待定常数的值为β1=2β,β2=β3=0.本文得到的引力理论与平移引力理论具有相同的形式.本文建立的引力理论采用的几何是黎曼几何,没有采用平移引力理论中的weitzenbock几何,并且对其中的能量问题和待定常数问题作了更深入的讨论.     

随机引力场的能量─—动量张量

首次论证了在随机引力场中，其能量─—动量张量ｔｉｋ不会变零．因此，它能够具有随机的定域值．虽然，在确定性的引力场中ｔｉｋ通常被认为是不可定域的．     

引力场的能量动量赝张量与Peres引力波

本文利用段一士、胡宁、郑玉昆、李承尧、Goldberg、爱因斯坦、朗道一栗弗西兹等人提出的引力场的能量动量赝张量表示式,计算了Peres引力波的能流密度和能量密度,对其结果进行了比较和讨论。     

真空泡沫中Lorentz虫洞的能动张量

对最近发现的真空泡沫中的Ｌｏｒｅｎｔｚ虫洞的能动张量进行了计算，计算结果正如理论所预料的，在这种微观Ｌｏｒｅｎｔｚ虫洞内要出现具有负质量的异常物质，这种异常物质可能具有反重力。     

Riemann—Cartan R＋R^2引力场方程和能量动量张量

给出一有挠Ｒ＋Ｒ＾２型引力理论的Ｅｉｎｓｔｅｉｎ方程和Ｃａｒｔａｎ方程，由广义位移变换下引力场作用量的不变性导出能量动量的协变守恒律，并求得了引力场的能量动量张量和超势。     

宇宙常数模型中传统能动量赝张量的修正

如果考虑到存在宇宙常数Λ的时空,那么传统的Einstein,Landau,Lifshitz,Mφller,Papa-petro的能动量赝张量就不能给出一个确定的和守恒的能量.这样就必须对不等于零的Λ模型中的能量进行修正(如果不舍弃这个能量),正如Arnowitt-Deser-Misner(ADM)项和Abbott-Deser(AD)修正项一样,总可以找到一个更加基础和成功的方法来修正这个Einstein赝张量,但是(值得注意的是)对其他的赝张量却并不适用.修正的Einstein能量可给出在de Sitte     

旋转磁场作用下电弧螺旋不稳定性的数值研究

讨论了大气压、轴向磁场作用下电弧螺旋不稳定性。在给定电子温度分布情况下，采用双层准通道模型，通过数值求解电磁场方程以及质量守恒、动量守恒、能量守恒方程等，分别给出了短波和长波扰动下的色散关系。数值结果表明，粘滞力、轴向磁场约束对螺旋不稳定性具有抑制作用。     

轴向磁场中弱自转对电弧的螺旋不稳定性的影响

为了明确弱自转对电弧的螺旋不稳定性的影响，采用势物型电导率和与时间有关的线性微扰理论，给出了有弱自转存在的热热分布（温度分布）、稳定性条件以及不稳定性增长率等定量结果；得出了迎着外加磁场方向，自转为顺时针方向时，稳定区域增大；反之，减小。     

轴向磁场中电弧的螺旋不稳定性

讨论了抛物形电导率、线性热势电导率、正态分布电导率以及抛物形透明辐射模型下，轴向磁场中电弧的螺旋不稳定性。将所得结果与均匀电流分布情形作比较，稳定区域变大，与实验结果相符。     

电弧螺旋不稳定性研究中一类二阶线性常微分方程的解法

对电弧螺旋不稳定性理论研究中所遇到的一类二阶线性常微分方程，采用级数解法，给出了适宜计算机迭代计算的解析表达式，获得了满意的结果     

静电近似下抛物形电导率模型电弧的螺旋不稳定性

在静电近似下,给出了圆柱等离子体中电弧放电螺旋不稳定性的一个简化线性分析,得到了显式解析解,由这个解能给出稳定性判据及不稳定性增长率等定量结果,在外加均匀磁场情况下,理论结果与实验观测结果符合得很好。     

Instability of relativistic electron beam with strong magnetic field

Stability criteria for a weak relativistic beam-plasma interaction in a strong magnetic field are found. Two beam modes occur,ω≈k _zC andω≈k _zC-ω_c. The dispersion equation of electrostatic two-stream is exactly solved with analytical method.     

连铸电磁旋流水口流体流动和夹杂物行为

采用数值模拟方法对连铸电磁旋流水口内流体流动和夹杂物碰撞长大行为进行了研究.数值结果表明电磁旋流水口出口处流体流动扩张角与低熔点合金实验值相符.旋转磁场对浸入式水口内壁夹杂物沉积行为存在两个相反的作用：一方面旋转磁场作用加强了水口壁面处钢液的湍流流动,加速了夹杂物在水口内壁的沉积吸附速率;另一方面水口内壁附近夹杂物在旋转磁场产生的旋流作用下易被携带至水口中心,削弱了水口内壁对夹杂物的黏附.在上述两方面因素作用下,钢液区存在一个最佳磁感应强度可使水口内壁夹杂物沉积速率降至最低,从而减轻水口结瘤现象.     

纵向磁场中载流单层碳纳米管的振动与失稳

以非局部弹性理论为基础,采用Euler-Bernoulli梁模型,并考虑纳米管管形区域内滑移边界条件以及小尺度效应,研究了纵向磁场中单层载流碳纳米管的振动与失稳问题。根据哈密顿原理获得碳纳米管的横向振动方程和边界条件。应用微分变换法(DTM)对此高阶偏微分方程进行求解,通过数值计算分析磁场强度、小尺度参数和Knudsen数对单层载流碳纳米管振动频率和稳定性的影响。结果表明,小尺度参数和Knudsen数越大,系统基频及临界流速就越低,系统的稳定区域也越小;纵向磁场强度增加到一定程度后,磁场作用将明显提高系统的基频及临界流速,也即增大了系统的稳定区域。     

Structures and magnetic properties of Fe-Si-O films RF-sputtered in a high magnetic field

We have investigated the effects of high magnetic fields on the microstructures and magnetic properties of Fe-Si-O films deposited by RF sputtering. Three typical sample appearances, hole-in-center, phase-separation and hybridization were obtained for the Fe-Si-O films prepared in the oxygen-argon flow ratio V_O2/V_total＜1.0%, magnetic field B_appl≤1.0 T regime, indicating that not only the distribution of plasma but also the angular distribution of sputtered atoms are influenced by a high magnetic field. In the oxygen-argon flow ratio V_O2/V_total＞2.0%, magnetic field B_appl≥2.0 T regime, strong (110) orientation of Fe₃O₄ grains and larger remanence and coercivity measured in the direction normal to the film plane appeared in the Fe-Si-O films. This result indicates that the high magnetic fields not only orient the Fe-Si-O film but also induce remarkable perpendicular magnetic anisotropy during the deposition.     

耗散过程对吸积盘磁不稳定性的影响

在新的反常黏滞机制的基础上,利用微扰方法导出色散方程,分析了耗散过程对吸积盘磁不稳定性的影响。 结果表明:耗散率随半径的增大而减小;在磁场较小时,耗散过程的影响不可忽略。这不同于在微观黏滞和阻抗基础上得到的结论。