量子非局域、量子纠缠及其可能揭示的新物理

爱因斯坦等人提出的EPR佯谬和Bell隐变量理论揭示了量子力学两个相互关联的重要特性:非局域性和量子纠缠.它们使得微观量子系统之间可以建立非局域的超越经典的关联.非局域性和量子纠缠是量子力学最本质的特征.这些性质的发现不仅为解决量子力学的基本问题提供了可能,同时也揭示了量子力学不同于其他力学的根本所在,为研究量子力学与经典力学、相对论之间的关系与融合提供了新的洞察.量子非局域性和量子纠缠还提供了研究多体物理(新的拓扑相)的新工具.     

探索最基元的化学反应体系

原则上讲,量子力学可以精确地描述化学反应,但目前已做过高精度计算的仅为两个最简单最基本的化学反应,即:H+H_2→H_2+H和其同位素反应D+H_2→DH+H,理论计算必须要有相应的实验来检验,但这种实验的难度丝毫不亚于理论计算,这是由于检测H_2和产生具有精确能量值的原子束都不是件容易事.然而,斯坦福大学狄克·扎厄(Dick Zare)的研究小组,运用先进的激光技术,已攻克了这一难关,根据他们在《化学物理快报》上的论文,理论预测和实验结     

原子核质量公式的分项检验

质量(或结合能)是原子核最基本的性质之一。从三十年代Weizscker的质量半经验公式开始,先后提出过三十余个公式。以往对质量公式的好坏,基本上是笼统地根据质量的计算值与实验值的方均根偏离来判断。但考虑到公式所含项数较多,这种笼统的比较不易判断公式中某一项形式的正确程度。如果我们能找到一些在实验上可以(直接或间接)测定的物理     

金属氢结构的理论推测

最近的理论工作,似乎使四年来关于自然界中最简单的元素氢能在极高压力下变成金属的报导具体化了。人们曾对苏联声称成功地获得金属氢的实验表示某种冷淡。然而,犹大大学的F.E.哈里斯(Frank E.Harris)和J、德尔哈勒(J.Delhalle)所作的新的计算,看来是支持这些实验发现的。如果金属氢存在的话,它会有一些有趣的特性。它能成为一种高     

非线性控制问题与多重子结构法的模拟关系

最优控制与计算结构力学之间的模拟理论是基于最优控制中的线性二次控制问题与结构力学中的串连式子结构理论而建立的.要用结构力学中的方法处理非线性最优控制问题,特别是系统还存在约束的非线性控制问题,有必要深入研究计算结构力学中的相应方法与上述问题的模拟关系.1 非线性最优控制问题的时段消元     

产生和测量阿秒及飞秒软X-射线脉冲方法

报告了产生和测量阿秒及飞秒软X-射线脉冲的方法, 研究了高次谐波产生与激光相位之间的关系, 得到了时域内两个不同的辐射能量分布曲线. 这些结果有助于理解高次谐波产生的动力学过程. 可用脉冲光子能量的带宽值和两个参数化公式, 计算能量分布曲线的时间宽度. 为了更好地研究和模拟脉冲的传输及与介质的相互作用, 往往需要指定脉冲的光子能量和带宽等参数. 这两个公式在实验上可用于分析所选择脉冲的能量带宽值和时间宽度之间的关系. 所提出的变换方程和相关的光电子激光相位确定法, 能用来直接从光电子能谱得到阿秒及飞秒软X-射线脉冲的时间结构, 而不需要预先假设脉冲的频率分布和强度分布形状, 也不需要与实验测量数据进行拟合计算. 这些方程和方法是超快速测量的基础, 能用于评估超短X-射线脉冲光源的技术参数, 推动新一代光源技术和应用研究的进一步发展. 它们具有很宽的时间测量范围和极高的时间分辨率, 将使超快速测量以及飞秒和阿秒定时技术达到计量学的精度, 并使之发展成为标准化的测量方法, 进一步促成物理、化学及生物学新的研究高潮. 同时, 对阿秒和飞秒X-射线脉冲的应用及测量方面的理论和技术难题作了简要的讨论.     

共价晶体硬度计算的经验电子理论模型

共价电子分布对无机共价晶体的本征硬度具有决定性的作用. 以鲍林的共价键距公式及经验电子理论为基础, 构建了计算共价晶体硬度的新模型. 比较实验值及其他理论计算结果表明, 该模型可以有效地预测无机共价晶体的硬度. 经极化修正后的共价键能可以作为联系晶体电子结构和宏观硬度的一个内在标度. 对键能的简单数学处理就可将该模型拓展到多组元/多键络体系. 研究还发现共价键的空间分布对无机晶体的硬度具有较大影响.     

量子规范场论与三代夸克、轻子质量经验公式

较为详细地讨论了三代夸克与带电轻子静止质量之间由基本物理常数决定的数学关系. 由规范场理论出发, 从理论上对三代夸克与轻子质量的经验公式进行了分析. 其结果表明, 由几个物理常数组合的经验公式计算的夸克、轻子质量值与理论估算值较为一致. 由夸克、带电轻子质量经验公式计算的结果也与实验数据相吻合, 揭示了m_e, m_μ , m_τ及m_q之间的内在联系.同时也给出了中微子质量公式, 对于中微子质量, 目前人们也仅仅知道他们质量平方差, 因而对他们质量的理论估计有一定意义.     

非Jaky粮仓的弹性应力分析和侧壁边界条件

为了理解一些粮仓实验报道中转向比明显大于工程规范中Jaky 公式估算值的现象, 计算了平面粮仓应力饱和区域的非线性弹性通解. 结果表明, 这个通解的确可以给出实验观测到的大转向比应力, 但同时也偏离Janssen 假设. 由于边界条件会因塑性而失去完备性, 粮仓转向比将允许在一定范围内取值, 不一定总是满足Jaky 公式. 这意味着, 弹性理论能够描述与制备历史有关的颗粒物质静力学问题.     

物理科学中的妇女:从苦工到发现者

我们应该怎样利用历史上的范例来增进妇女参加科学事业? 苦役与发现本讨论将科学研究分为两类。第一类包括对自然界的系统观察,作实验,结果的合理分类,寻找规则性和经验公式以及计算理论假设的结果。第二类研究将导致这样一种发现:一种不被预期的结果,并且可以迫使我们改变我们对于世界的观念。它可能是一种新的元素、化学化合物、彗星或者数学定理——但是,再多一个发现不见得对科学有重大的影响。因此,我将保留“发现”这个词乃指理论和实验结果是重要到足以值     

量子力学中阶梯算符存在的条件

量子力学中的阶梯算符首先由Dirac用来解谐振子和角动量问题,但这种方法并不限于量子力学中的本征值问题,也可以推广到一般的本征值问题。阶梯算符存在的条件是其Ha-     

宇宙是唯一的吗?

宇宙是唯一的吗?本文介绍近年来宇宙学和量子力学中的"多重宇宙"概念.在暴胀宇宙中,可产生巨大数量的时空区域,这些区域不仅彼此脱离因果联系,且其中所展现的物理有效理论也可能是不同的.根据量子力学中的多世界诠释,世界在每次量子测量时根据其不同结果而分裂为不同的、各自独立演化的分支,至于这些分支是否"真实存在"取决于对"存在"的理解,因而更多的是个哲学而非科学问题.由于多重宇宙的概念很难被实验或观测所检验,因此它是否是一个科学上有意义的概念也是一个有争论的问题.     

溶液中络合物的平衡理论 Ⅳ.用Sips吸附等温线公式表示络合物平衡

在报告Ⅰ中,作者之一曾提出用类似Freundlich吸附等温线公式来表示络合物平衡,随后我们与白明璋又提出Langmuir式。但这两个式子各有其适用范围和局限性。我们对上百个各种类型的络合物体系进行分析后发现,有很多体系用类似于Sips吸附等温线公式来表示平均配位数和络合度对数logY,可与实验结果符合得更好。     

纳米金属氢FCC结构的Kubo效应的量子理论研究

早在量子力学建立初期,H_2和H_2~ 团簇的研究就具有重要的科学意义。通过对H_2分子的定量研究揭示了化学键的本质并开创了现代化学键理论,而H_2~ 的精确解为直接考察量子化学中各种近似方法提供了依据。近年来,随着天体物理、空间技术和新材料技术的发展,特别是为满足研究高密度能源材料和高温超导材料的金属氢的需要,开展H_n和H_n~ (n>2)团簇的研究已势在必行,一方面,它是物理学的重要前沿领域,利用量子力学的新理论和新方法来研究H_n和H_n~ 可了解少数氢原子团簇的凝聚规律及如何过渡到大块材料,为材料设计提供依据,且不断完善和改进现有的处理凝聚态问题的理论方法,这种从原子分子层次出发来研究和设计新材料是当今材料科学发展的一大趋势;另一方面,特别是继芶清泉提出了金属氢的高压合成机理后,接着又提出了从H_n和H_n~ 团簇相互作用的定量计算与分析入手,进而研究金属氢的结构与性质的重要途径,该物理思想实际上把经超高压合成的金属氢视为由纳米级的氢原子团簇H_n组成,即金属氢是一种纳米金属材料。而一般纳米金属材料的一个重要性质是其电离能具有明显的Kubo效应,即纳米级的金属颗粒(或团簇)中很难增加或减少一个电子,因而这些超细颗粒或团簇具有强烈保持电中性的能力。过去我们用改进的排列     

是否存在关联电子体系的统一理论

对称性自发破缺和费米液体理论作为凝聚态物理的两大基石是我们理解凝聚态物质的结构、物性、相变的出发点.在强关联电子系统中,电子关联效应有可能导致超越对称性自发破缺的新的有序形式和与之相应的新的元激发形式.这些新的有序形式往往与量子力学特有的非局域性相关,并伴随着低能规范自由度的涌现.为此,有必要扩展传统的朗道理论范式,使我们对物质结构的认识提升到量子波函数的层次.     

基本常数的最新数值

基本常数是指自然界中的一些普适常数,它不随地点、材料不同而异。这些常数与物理科学以及其他许多科学和应用方面有着密切的关系,涉及到十分广阔的范围。在这些常数中,有一些是在二十世纪科学突飞猛进之前就已为人们所熟悉的,例如:真空中光速、引力常数、理想气体常数、法拉第常数和阿伏伽德罗常数。也有一些是在原子物理、量子力学和核物理等实验和理论的发展中确立起来的,例如:普朗克常数、里德伯常数和辐射常数、玻尔半径,基本电荷     

锂离子电池材料脱嵌锂电压的第一原理计算

基于密度泛函理论的第一原理方法, 计算了7 大类、18 种锂离子电池活性材料(LiMO₂, LiMn₂O₄, LiMPO₄, Li₂MSiO₄, 石墨C 等系列)的脱嵌锂电压. 计算结果表明, 通过脱嵌锂前后的总能量变化可以计算出相关体系的脱嵌锂电压, 这些理论计算值与实验值存在非常好的线性关系, 但同时显示它们之间存在一个系统偏差, 该值可以通过金属锂的表面束缚能加以解释. 因此, 这种理论计算方法是一种预测其他未知体系的脱嵌锂电压的简单有效方法.     

高维量子逻辑门及高维量子信息处理

量子计算与量子信息处理是涵盖了信息理论、计算机理论与量子力学的交叉学科,在信息、物理以及计算机等众多领域有着非常大的影响.量子特性在信息安全、信息容量以及计算速度的提高等方面都具有独特的优势.量子逻辑门是量子计算与量子信息处理中的一个关键模块,因此,如何构建一个合适的逻辑门也是现阶段热门的研究领域.此外,研究量子信息科学,纠缠光子对也是一个不可或缺的元素.目前有很多种产生纠缠光子对的理论和实验方案,例如参量下转换等方案.高维量子系统可以在很大程度上提高量子信道容量和信息存储空间,通过实现高维度量子逻辑门,能够提高量子计算与量子信息处理的速度.然而,直接由两个高维子系统相互作用构建高维逻辑门是很困难的.在这种情况下,即使要实现一个很小的高维逻辑电路,也会耗费大量二维逻辑门.本文主要介绍了利用纠缠光子对的偏振、频率和空间模式自由度实现的二维以及高维单自由度和多自由度的量子逻辑门方案,并探讨了这些方案在量子信息处理和量子计算等方面的应用以及发展趋势.     

关于电离势计算的一个新经验公式

原子的各级电离势值,反映了基态原子、正离子中电子能级的大小,同时也是对X光谱线系的各级极限的直接说明.因此,电离势的计算是量子力学中一个重要的课题.量子力学虽然给出了一个自由多电子原子或离子的哈密顿(Hamilton)算符     

论计算梯形渠道临界水深近似公式

一、现有近似公式的适用范围近十余年来,关于计算梯形渠道临界水深的问题,已有、丁君松、黄克中、李忠义等提出了各种近似公式,但是这些公式只适用于某些计算范围之内.为了统一现有公式中的诸变量,结合本文方程(2.9)用替换关系:σ=σ_T=η/2,λ=