现实核力Hartree-Fock Gamow基矢计算

对远离稳定线弱束缚原子核性质的研究是当代核物理领域重要的热点之一.对于弱束缚核,如何自洽可靠地描述和处理束缚态和连续态之间的耦合是理论描述的关键问题,也是理论研究面临的一个挑战.一种较成功的方案是采用Gamow基,以相同的方式处理束缚态、共振态和散射态,来统一描述核结构和核反应性质.本文介绍了一种从现实核子-核子相互作用出发,从微观上自洽生成Hartree-Fock(HF)Gamow基的新方法.基于现实核力,首先在谐振子基下进行HF迭代,得到的HF势通过基转换解析延拓到复动量平面上,最后包含束缚态、共振态和散射态的Gamow基由求解复动量空间的HF方程得到.作为例子,基于手征核力N~3LO,核力利用V_(low-k)方法重整化到动量截断Λ=2.1 fm~(–1)采用这种方法计算了~4He和~(22)O的HF单粒子共振态,并分析了计算的收敛性和有效性.还讨论了从散射态相移的计算得到共振态位置的方法,其得到~(22)O的单粒子共振态与复平面直接计算的结果一致.这种从现实核力得到HF Gamow基的方法计算量小,收敛快,得到的包含束缚态、共振态以及散射态的基,有望进一步应用于第一性原理的多体计算中来研究弱束缚核的性质.     

谈谈超导金属中的准粒子——与郝柏林同志商榷

《自然杂志》3卷9期郝柏林同志的《谈谈统计物理学的对象和方法》一文中,在列举名目繁多的准粒子时,将“超导金属中的电子对”也误认为是一种准粒子。熟悉现代超导微观理论的人都知道,在超导体中,电子对(即所谓库柏对)恰好不是准粒子。从统计物理学的角度来看,电子对有点类似玻色-爱因斯坦凝聚     

计算机更便宜了

计算机在高能物理中的应用带来的最令人惊奇的新语汇之一就是“蒙特卡罗”(Monte Carlo)(不清楚这个词的词根是否要用连字符连接)。“蒙特卡罗”这个词与目前的一个办事手续有关。按照该手续,设计高能物理实验的人必须认识到如果不首先依靠计算机计算模拟他们的探测装置的效能,那他们将不能获得批准。其道理在于,穿过探测器系列和其它设备(它们可能被包括在一个实验之中)的任意粒子的径迹将不仅依赖于束(其尺寸是不能忽略的)中粒子的源和动量,而且还依赖于在某阶段它们相互作用和衰变的严格统计机遇性。解析计算的可     

局域性和de Broglie方程

非局域性具体表现在三个方面:(1)不承认物质粒子的质量和能量(全部或大部分)局限于一小范围内,即粒子是“不成形”的;(2)允许信号传播速度可以超过光速,因而有时将“超光速”作为非局域性的一种狭义表述;(3)空间分离事件具有相关性,这种相关性包含了Bohr“整体性”的全部内容.在这三方面中,“相关性”是最主要的特点。     

计算机模拟辅助设计聚合物接枝纳米粒子的构筑

优化聚合物纳米复合材料性能的关键在于实现对纳米粒子表面配体链的可控调节,包括对链分子量、分散性、接枝密度等的精细调控.由于实验受限于表征手段,理解纳米粒子接枝聚合物的动力学机理仍有不小的难度.计算机模拟能够以微观或介观的视角去动态地研究该过程,是明确纳米粒子接枝聚合物结构与动力学影响因素的有力工具.本文以本课题组近年来的计算机模拟工作为主线,对当前在聚合物接枝纳米粒子的构筑领域所取得的系统性和创新性成果进行总结和评述,从聚合物接枝纳米粒子的结构特征、基于“接枝到表面”(grafting-to)和“从表面接枝”(grafting-from)两种策略分别构筑聚合物接枝的纳米粒子体系等3个方面进行介绍,对两种接枝过程的动力学主控因素进行阐述,为聚合物纳米复合材料的设计和调控提供新思路.     

小角X射线散射确定Lc4铝合金时效析出粒子的体积

对于单分散系统,可以用小角X射线散射(SAXS)确定粒子的体积,这类工作迄今不多见。确定粒子体积需要大量计算工作,并且需要采用一些处理实验数据的特殊方法才能获得正确可靠的结果。     

从头算非正交基价键计算的新方法

电子相关在许多化学现象中起至关重要的作用。为处理电子相关,人们主要采用了两种理论方法,即组态相互作用(CI)方法和价键理论(VB)方法。价键法的一个显著优点是与直观的化学概念紧密联系在一起,而且若采用非正交的单粒子轨道,那么多体相关效应可以一种非常直观的物理图象体现在价键波函数中。然而采用这种非正交基进行VB计算时,由于计     

金属液体射流变形的光滑粒子流体动力学模拟

采用光滑粒子流体动力学方法(SPH)模拟液体射流与刚性表面的碰撞, 建立了半径为0.24 cm, 高为0.75 cm的圆柱形铝液滴以100 m/s的速度与刚性表面发生碰撞的SPH计算模型. 在计算中借助Voronoi多边形分配粒子的初始质量, 并考虑了大变形过程中随着粒子相互间距离的变化而采用可变光滑半径. 根据计算结果分析了碰撞过程中圆柱形液滴沿轴向的压力波形演化特征, 并给出了不同时刻金属液体射流的变形情况. 通过粒子速度随时间的变化曲线, 观察到液体在碰撞后首先进入一个稳定流动的过程, 此稳定流动的过程相对较短, 随后流动开始发生混乱.     

N个Skyrme型孤粒子相互作用所满足的基本定理

近年来Witten等人的工作表明,重子可以作为QCD大N_c(N_c为“色”数)极限下的孤粒子,在Su(2)f(f指“味”)情况此类孤粒子即为Skyrme模型描述。定态Skyrme型孤粒子解为     

激光梯度场中荧光关联谱

荧光关联谱是一种适用于生物体系动态过程测量的实验方法，通过观测微区内发光粒子Brown运动产生的荧光涨落，获得溶液中发光粒子的微观浓度、所处的微观环境和构形等信息。讨论了激光场中Rayleigh粒子所受到的辐射力，并分析了激光梯度场对荧光关联谱测量的影响。     

帶电粒子加速器的种类特性和用途

一总论 (一) 加速器应用的一般介紹 “帶电粒子加速器”是用人工方法使带电粒子受电磁场作用而加速达高能量的裝置,一般簡称为“加速器”,其用途很广: 1.首先在原子核物理领域,常要求从加速器中得到高能粒子作为核彈去轟击各种原子核。主要进行的工作有以下三方面: (1) 核反应工作; (2) 核結構問题的研究; (3) 核力問題的研究。通常作为核彈的粒子有五种:a(氦核_2He~4),d(重氫核_1H~2)、p(氫核_1H~1)、中子(_0n~1)和光子(γ)。后兩种核彈不帶电,虽不能直接由加速器获得,但可以通过帶电粒子的核反应間接地得到。例如氘核与氘核作用放出中子,电子射綫遇到其他物質則放出γ射     

贡献蒙特卡罗方法的负贡献问题

考虑不依赖时间的粒子输运问题。不妨一般性,还限定问题是与能量无关的。令p=(r,Ω),其中r和Ω分别表示粒子的位置和运动方向单位矢量。用S(p)表示粒子源;φ(p)表示粒子通量;D(p)表示探测器对粒子通量的响应函数。目的是要计算如下积分效应:     

正贡献蒙特卡罗方法(凸域)

一、引言 考虑不依赖时间的粒子输运问题。不妨一般性,还限定问题是与能量无关的。令P=(r,Ω),其中r和Ω分别表示粒子的位置和运动方向单位矢量.用S(P)表示粒子源;φ(P)表示粒子通量;D(P)表示探测器对粒子通量的响应函数。目的是要计算如下积分效应:     

一种改进的适用于多相流SPH模拟的粒子位移修正算法

由于光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics, SPH)方法具有天然的拉格朗日特性,粒子常常沿着流线运动,易产生不均匀的粒子分布,导致计算精度和稳定性下降.作为一种粒子分布均匀化技术,粒子位移修正(shifting)算法凭借其原理简单、效果显著等优点在SPH水动力学模拟中得到广泛应用.但同时,应用于多相流动中的shifting算法的计算过程较为复杂.针对这一问题,本文提出了一种改进的适用于多相流模拟的粒子shifting算法.与文献中已有的多相流shifting算法相比,它在处理多相交界面时能够维持更加均匀的粒子分布,同时可以保持清晰的异相界面,且实施相对简单高效.数值算例表明,该shifting算法在多相流模拟中具有更高的精度和更好的能量守恒特性.     

正在诞生的粒子天体物理学

罗马“非常”会议春节的日食刚刚复圆,上百个粒子物理学家和天体物理学家就被吸引到罗马.因为,意大利林琴科学院正在那里举办为期三天(2月21日到23日)的国际学术会议.有人说这是一次“非常”会议,因为,会议议题象是用外交谈判的用语:“基本粒子物理与天体物理双边共有问题”;参加者也是“壁垒分明”,有“纯粹”的粒子物理学家,如格拉肖(S.L.Glashow)、卡比博(N.Cabibbo)等,也有“纯粹”的天体物理学家,如塞马(D.Sciama),加科尼(R.Giacconi)等.会议组织过程也十分仓促,从通告发出到开会,前后不满一个月.笔者是时正在英国剑桥大学短期工作,也应邀     

量子Monte Carlo的一种新算法——直接计算相关能

分子相关能的计算至今仍是量子化学研究的难题之一.量子 Monte Carlo(QMC)方法近来已引起人们的广泛注意,因为它有两个独特的优点:(1)它能将“r_(ij)”显含于波函数中而又不使计算过于复杂;(2)体系的各种观察值及其它一些人们感兴趣的性质,如相关函数、“Coulomb”隙、“Firmion”隙等可以很容易地研究.QMC 包括三个部分:变分 Monte Carlo(VMC)方法、扩散 Monte Carlo(DMC)方法和格林函数 Monte Carlo(GFMC)方法,     

SUSY粒子的探测

英国卢瑟福实验室(RAL)正在设计一种探测器用来观测银河“SUSY”粒子。这种粒子是超对称性理论所预期的,但至今尚未探测到。理论上预期这种粒子的质量约为10—1000GeV。很多天文学家认为,充满我们银河系的这种粒子海可能扮演他们说明星系动力学所需要的“丢失质量”的角色。RAL认为这种粒子的质量为30GeV,与体积为1mm~3的纯硅片中的硅原子碰撞可使靶核反冲     

μ子之谜

μ子,也曾被称为μ介子,至今仍是一种令人迷惑的粒子。早在三十年代,人们就在宇宙线实验中发现了μ子。由于它的质量介于电子和质子之间,因此称之为μ介子。但是,现在“介子”一词已被用来描述参与强相互作用并由夸克-反夸克组合所构成的玻色子,μ子显然不满足这些条件,所以不该再称它为μ介子了。μ子同电子中微子,以及在SLAG和DESY新发现的:τ粒子,应一起归入轻子一类。μ子比电子重200倍,不稳定,平均寿命为2.2微秒,但其它性质与电子相似。μ子和电子似乎都是“点状”粒子,它们的相互作用可用量子电动力学方法精确地进行计算。尽管如此,μ子和电子却不会相互转变。某种神秘的“μ荷”,象电荷一样,在粒子的相互作用中必须保持守恒。“μ荷”的守恒,     

自然界的力

人们现在已最终发现了W和Z粒子,于是许多通俗报刊便连篇累牍地发表文章,论述自然界的四种基本的力及“传递”这些力的奇妙粒子。它们是古老的引力(由尚未被发现的引力子传递)、电磁作用力(由光子传递)、强相互作用力(由胶子传递)及弱相互作用力(由Z及W粒子传递)。曾读过一篇这类文章的一位朋友直言不讳地承认他如看天书,字字不得其解,“真希望有人能用我绊了一跤时可感触到     

DNA——世界上最美丽的分子

一切生命都是靠“细胞”来维持的 地球上存在的物质,如果细分一下,就一定能追寻到“原子”这一基本单位。原子的数量和种类、连接方法是每种物质所特有的。原子能分成“质子”、“中子”、“电子”一类的微小粒子。这些粒子的数量和运动由各个原子的物理性质所决定。 同样,如果把生物体细分一下,