多体相互作用体系中的弛豫与扩散:一个尚未解决的问题

文章目的在于引起国内研究团体对一系列复杂相互作用体系中的弛豫和扩散的普适性进行关注.研究发现,无论是不同的化学结构(如无机物、有机物、聚合物、生物分子、胶体、金属和离子导电材料),还是不同的物理状态(如晶态、玻璃态、液体、熔体、混合体系和含水系统),以及不同的尺度(如从块体至纳米),这种普适性无处不在[K.L.Ngai.Relaxation and Diffusion in Complex Systems.NewYork:Springer,2011].该现象起源于多体系统的不可逆过程,取决于一些基本物理定律,与非简谐势引发的经典混沌有关.重新认识这种普适性不仅对众多不同领域的发展有利,而且能进一步弄清楚多体系统中的弛豫与扩散问题——一个重要而又未解决的物理问题.作者提出的耦合模型尽管不是一个严格而完整的答案,但却能够预测多体系统的弛豫和扩散特征,而且与实验结果吻合.基于该模型,绝大多数多体系统中的弛豫与扩散行为是相似的.该模型有望为这一难题的彻底解决奠定基石.     

物理教育研究评估

科学的定性及定量评估方法是物理教育研究重要的研究手段.目前国际通用的教育评估测试,根据测试目标的不同,可分为多种类型:学习内容调查、学习态度调查和科学分析能力调查等.我们已将本文中介绍的部分评估测试应用于国际教育研究领域.     

带电绳子在电荷体系下的平衡位形

推导了均匀带电绳子在固定电荷体系下受力平衡的微分方程,数值求解这个方程,计算发现不同参数下的绳子位形呈现凸曲线、花生状和多叶扭结曲线.     

基于Vega的红外仿真的优化和评估

借助于三维实时视景仿真软件Vega的红外模块研究了自建模型的红外效应。介绍了红外仿真原理,给出了详细的红外仿真流程,并详细分析了仿真结果。根据项目对仿真精度的要求,提出了优化仿真过程的方法。结合Vega的底层映射机理提出更为精确的长波波段下的辐射量灰度映射关系,同时通过TMM的纹理材质映射关系改进,得到更为符合实际的材质反射率计算公式,并为仿真系统重建了传感器模型,使得仿真模型的辐射量偏差缩小为1.145%~3.358%。此外,初步探讨了仿真系统的校核、验证和确认技术（VV&;A）,并对仿真过程做了全生命周期的可信性评估,为进一步研究仿真系统的可信性评估提供了参考。     

玻璃形成体系中的β弛豫

一定压强下对液体进行冷却,若避免晶化,则冷却中液体不可避免地转变为典型非晶态固体——玻璃.这种现象称为玻璃转变,是一种普遍存在的自然现象,涉及多体相互关联体系中众多基础理论问题.近几十年以来,玻璃转变问题的探索过程中,弛豫存在的普适性、其机理/物理图像及其对液体和玻璃性能认知的影响等一直是争论的热点.在梳理β弛豫研究进展的同时,本文尝试对未来β弛豫研究方向进行展望.     

基于贝叶斯的智能电能表可靠性评估方法

针对具有高可靠、长寿命特点的智能电能表,应用加速退化试验方法进行可靠性评估是一种有效的方法。开展加速退化试验过程中,在高加速应力激发下,一方面可观测到智能电能表的性能退化,也可能出现智能电能表的整表失效。如何融合智能电能表加速寿命试验过程中的整表失效数据、性能退化数据转化得到的伪寿命数据,从而进行智能电能表的综合可靠性评估,是智能电能表可靠性评估急需解决的问题。本文研究提出基于贝叶斯方法的智能电能表可靠性评估方法,给出融合智能电能表的整表失效数据、伪寿命数据的数据处理方法及计算模型,探讨了伪失效数据计算方法、整表失效数据与伪失效寿命数据相容性检验方法等。     

反向响应过程抗负载干扰PID控制回路性能评估

反向响应过程广泛存在于化工领域中,但针对反向响应过程的性能评估研究较少。针对一类二阶时滞反向响应过程,通过幂级数展开的方法简化了对象模型,然后研究其抗负载干扰PID控制回路性能评估问题。根据DS-d控制原理获取期望闭环传递函数以及PID控制器参数,推导干扰模型为阶跃情况下的PID控制回路累积绝对误差(IAE)性能基准值,并将其推广到斜坡输入以及一般输入情形,为不同干扰类型情况下的反向响应过程建立通用化的IAE性能评价标准。仿真结果验证了所提性能评估算法的正确性以及通用性。     

发展固态量子信息与计算的实验研究

量子计算与量子信息是21世纪基础和应用科学研究的一大挑战.要实现实用意义上的量子信息和量子计算,必须解决量子比特系统的可拓展性问题.基于现代半导体技术的固态量子系统,其应用和最终产业化的可行性较高.然而,固态量子体系受周边环境的影响比较严重,控制其退相干,维持其量子状态的难度更高.实验固态量子计算的研究是个新的领域,尚无实用的技术和方法. 文章介绍了中国科学院物理研究所固态量子信息和计算实验室近几年来新开辟的自旋、冷原子、量子点(包括原子空位)、功能氧化物和关联体系等固态量子信息的新载体和同量子计算与量子信息相关的科学与技术难题的实验研究.     

大学物理实验教学体系改革与实践

本文就大学物理实验的教学体系、教学模式改革进行了探讨和实践。     

现场拉曼光谱研究乙腈在金电极上的解离吸附行为

利用共焦显微拉曼系统、结合合适的电极表面粗糙方法研究了非水体系 0 1mol/LLiClO4 /CH3CN溶液中 ,乙腈分子在金表面的吸附和解离行为。结果表明非水体系中乙腈可在金表面发生还原反应 ,产物CN- 离子与电极表面作用形成的表面配合物可在较宽的电位区间吸附于电极表面。溶液中的微量水、激光照射以及电极电位均对该反应有较大的影响。通过拉曼谱图的比较得出乙腈分子解离出的CN- 在金电极表面比在银电极表面有更强的吸附作用。