凝聚态核科学的实验研究

自1989年弗莱希曼(M.Fleischmann)和庞斯(S.Pons,下面合称二人为弗-庞)宣布发现氘-氘(D-D)冷核聚变以来[1]."冷聚变"这个充满争议的研究领域已经形成有二十多年.如今,该领域的研究范围已远远超出核聚变,包括了一大类无法解释的,在凝聚态中发生的核聚变、核嬗变以及核反应截面增高等异常现象,通称为凝聚态核科学.     

实验经济学与行为经济学

2002年的诺贝尔经济学奖授予美国与以色列心理学家、普林斯顿大学教授卡尼曼(D.Kahneman,1934-)和美国经济学家、乔治@梅森大学教授史密斯(V.L.Smith,1927-),以奖励他们在实验经济学和行为经济学方面的开创性工作.     

2001年度诺贝尔物理学奖评介实验证实碱金属气体中的玻色-爱因斯坦凝聚

瑞典皇家科学院将2001年诺贝尔物理奖授予美国科学家威曼(C.E.Wieman)、康奈尔(E.A.Comell)和德国科学家克特勒(W.Ketterle),以表彰他们在实现玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)工作中做出的突出贡献.     

五夸克态的实验发现

2015年,大型强子对撞机上的LHCb实验在■衰变末态中,发现J/ψ和p不变质量谱中存在明显的增强结构.通过达里兹图分析,首次在实验上确认存在由5个夸克组成的粒子.全振幅分析表明,至少需要两个五夸克态才能很好地描述数据,这两个五夸克态被命名为Pc(4450)和Pc(4380). 2019年,利用9 fb–1积分亮度的数据,并采用重新优化了的选择条件, LHCb实验再次研究■衰变末态的J/ψ和p不变质量谱,发现了一个新的五夸克态Pc(4312),同时观测到之前发现的Pc(4450)是两个质量相邻窄共振态P_c(4440)和P_c(4457)的叠加.发现包含粲夸克偶素的五夸克粒子是对传统强子组成的重要突破,其内部结构有很多种可能性,如紧束缚的五夸克态、重子-介子分子态等或者它们的叠加态.作为国际高能物理学界的前沿方向,对五夸克粒子结构的研究为探索强相互作用非微扰性质打开了一扇新的窗口.     

化学振荡的实验和理论研究

化学反应过程中的振荡现象,是在上一世纪发现的. 远在1873年,李普曼(G.Lippmann)就报道了一个令人感兴趣的“汞心脏”实验:把汞放在玻璃杯的中央,再把硫酸和重铬酸钾溶液注入杯中,然后将一     

FASER实验:简介与研究进展

FASER(ForwArd Search ExpeRiment)是一个位于大型强子对撞机(Large Hadron Collider, LHC)上的前向粒子探测实验. LHC质子对撞产生的质量轻、能量高的粒子往往会沿着束流方向飞行,并逃离传统粒子探测器的覆盖区域.对这些前向粒子的探测和研究是传统探测器实验很好的补充. FASER探测器(包括其专门用于探测中微子的子探测器FASERν)位于ATLAS对撞点处束流切线方向下游480 m,物理目标包括可能的暗物质候选者和对撞机产生的中微子. 2023年3月, FASER首次直接探测到约153个对撞机产生的高能中微子,信号显著度为16σ.随后, FASER合作组又公布了其暗光子搜寻结果,未发现显著信号,但给出了质量在17～70 MeV范围内、?在2×10^–5～1×10^–4范围内的暗光子可能性的世界最好限制.正在计划中的前向物理设施(Forward Physical Facility, FPF)或将成为未来HL-LHC时代前向物理研究的新阵地.本文将介绍FASER实验装置及其物理目标,并简要介绍FASE...     

磷酸铁锂电池恒流模式电化学阻抗特性实验

电池的欧姆阻抗(R_s)、电荷传递阻抗(R_(ct))和离子扩散阻抗(Z_w)等信息是判断储能电池功能状态的有效方法之一,这些信息可以通过恒流模式电化学阻抗谱(GEIS)来实现,因为GEIS更接近电池真实状态.本文采用恒流模式电化学阻抗(GEIS)方法研究了1700 mA h磷酸铁锂(LiFePO_4)电池在不同温度下扰动信号正弦电流幅值的变化,以及在不同荷电状态(SOC)和不同温度下电池阻抗特性变化规律.实验结果表明,正弦电流最佳幅值随着温度升高而增大,而SOC与温度对电池的性能都有影响.相同温度下,Rs随着SOC增加稍有增加;Zw随着SOC增大而减小;Rct在0~40%SOC和60%~100%SOC区间内明显减少,在40%~60%SOC区间内呈增大趋势.在0~50℃下,R_s,R_(ct)和Z_w均随着温度升高而降低.电池阻抗特性受温度的影响比SOC影响更加显著.因此,电池在不同SOC和温度下阻抗特性能有效地反映电池内部极化状态,从而可预测储能电池的功能状态.     

天宫一号飞行器失效后激光测距实验分析

天宫一号飞行器于2016年3月终止了数据服务,成为在轨飞行的"空间碎片".其所处的轨道空间,高度约400 km,是天宫二号航天器、国际空间站等载人航天器以及一系列对地测量卫星运行的重要区域.空间碎片对这些航天器的运行构成严重威胁.卫星激光测距是目前空间目标观测手段中精度最高的一种,测量精度可达厘米量级,其高精度的观测结果为碰撞风险评估提供了有力支撑.天宫一号装有角反射器,这为激光测距提供了良好的实验平台.2016年3~5月期间,中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站(7237)和中国科学院上海天文台佘山观测站(7821)以及中国科学院紫金山天文台等单位联合对失效的天宫一号目标进行了激光测距实验,共获得有效数据23圈.通过实测数据处理分析,发现激光观测数据的均方根(RMS)即定轨精度可以达到10 cm.利用卫星激光测距(SLR)精密定轨得到的新根数做轨道预报,两天的预报在地固坐标x,y,z三个分量上的误差约200~300 m,径向误差好于100 m,能够满足激光测距后续观测的要求.本次实验将为天宫二号及其他低轨道航天器的激光测距和精密定轨提供有益的参考和技术支撑.     

基于固体等离子体的阿秒高次谐波产生理论与实验进展

自从2001年首次产生并测量了阿秒(attosecond, 1 as=10-18s)脉冲之后,高次谐波和阿秒脉冲在原子分子物理、材料科学等领域得到了广泛的应用.但是,由于气体高次谐波方法产生的阿秒脉冲效率较低,阿秒脉冲能量受限,限制了阿秒时间动力学研究的探测方式(目前主要是IR(infrared)+XUV(extreme ultraviolet)泵浦/探测)及其在许多领域的应用.如何获得高亮度、大能量的阿秒脉冲一直是该领域的追求.高强度的相对论飞秒激光脉冲与固体密度等离子体相互作用,在高亮度、大能量高次谐波和阿秒脉冲产生上具有独特的优势,甚至可能获得远高于泵浦激光场强的谐波电场强度.本文对基于固体等离子体的阿秒高次谐波产生的物理机制和目前的实验研究进展作简要介绍.     

广义相对论及其实验基础

阿尔贝特·爱因斯坦是当代最伟大的物理学家.他在1915年创立的广义相对论是关于时间空间性质与物质及其运动相互依赖关系的学说,是建立在广义协变要求和黎曼几何基础上的引力理论和宏观物质运动理论。这一理论不仅对牛顿力学的核心内容(牛顿动力学和万有引力公式)给予了统一和深刻的解释,还预言了牛顿力学所不能解释的新的引力效应,并为以后的实验所证实。广义相对论就其创造性和理论内     

高能物理中的非加速器实验

高能物理的同义词是基本粒子物理.在这个学科中有很多令人感兴趣的新领域,并不需要高能的大型加速器.在高能物理学中,一个目前尚小、但正在增加的部分,就是进行与基本粒子相关联的非加速器实验. 这类实验之一,是探测自由质子的自发衰变.企图统一强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用的大统一理论预言,夸克和轻子并非绝对不变,而有可能由一种形式变为另一种形式,尽管其变化速度极为缓慢.这种假设的必然结果就是,质子也是不稳定的,会通过自发的放射性衰变而成为一个正电子(即带正电荷的电子)和一个介子.这个理论断言:质子的寿命大约为1030年.换言之,如果对     

引力实验的超弦轴子分析

近5年来,地球物理所测量的引力常数值均大于实验室值.由此而导出了应对牛顿引力作修正的结论,引入的非牛顿耦合修正项为V(r)=-G_∞(m_1m_2/r)(1+ae~(-r/λ)), (1)其中G_∞是r→∞时的牛顿引力常数,λ=200±50m.新近对爱阜实验进行了重新分析,其     

C_(60)聚合现象的实验研究

自从C_(60)固体达到宏观量生产以来,对整个物理,化学,材料及相关学科产生了很大的影响,它开辟了很多新的研究领域并正向其有应用潜力的方面一步步迈进.然而,尽管世界上科学家们做出了很大的努力,C_(60)本身真正的实际应用之处仍是团迷雾,为此研究人员认为若将几个甚至几十个C_(60)分子聚合成更大的功能性巨型富勒烯分子,其应用背景可能更强.1993年3月召开     

科学、谎言与实验录像

<正>蒂莫西·克拉克(Timothy D. Clark)说:捏造和篡改数据的研究人员太多,只有对证据做出严格要求,才能杜绝这类事情的发生。2017年1月,美国物理学家达林·基尼恩(Darin Kinion)因科学欺诈开始入狱服刑,他通过研究量子计算拿到了资助,但是他并未获得他所声称的成果,而是对研究中可能产生的数据进行了捏造。科学家往往认为,这种公然的学术造假事件是     

探索高温超导材料的最新实验

自从1911年荷兰人卡末林-翁纳斯发现水银具有超导性以来,已经有整整七十年的历史了。由于这种材料具有完全导电性(电流可以无阻地流动),完全抗磁性(在理想超导体中,可以把磁力线完全排除体外)和约瑟夫森效应(在弱连接的超导结上可产生交直流的超导电流)等其他材料不曾具有的特殊性能,而引起人们的广泛注意和深入研究。但是,这样优良的物质性能,至今未在工业等国民经济的各个部门得到广泛     

非线性动力系统实验

随着动力系统研究的主流进入非线性问题,人们不得不面对大量敏感依赖性的、全局变化的复杂现象,因而对研究方法和条件不断提出了新的要求.近些年来欧美开始了非线性动力系统实验,它使人们从单纯的思维与演算研究方式走向了“电脑实验”的方式.电脑实验(计算机辅助分析)已成为非线性动力系统研究越来越重要的手段,而动力系统工具箱在非线性动力系统实验中又起着举足轻重的作用.     

高能物理实验之冠——CERN

在西欧核子研究中心(CERN)工作的意大利物理学家卡洛·鲁比亚(见封底右上图)和荷兰物理学家西蒙·范德梅尔(见封底左下图),因他们对导致发现弱相互作用的传递子W~±与(?)~0的大型工程的决定性贡献,而共同获得1984年诺贝尔物理学奖,从而大大地     

离子声波漂移不稳定性的实验研究

当电子温度T_e远高于离子温度T_i,使电子相对于离子漂移速度V_d超过临界值V_(dc)时,电子分布函数在离子声波速度V_φ处的导数会大于零,离子声波则变成不稳定的.在长波极限条件下,可得到离子声波的增长率γ(K)为     

引力理论与实验研究的盛会

1988年8月8日至13日第五届格拉斯曼会议(Fif-th Marcel Grossmann Meeting,简称MGS)在澳大利亚的佩思(Perth)城举行。这是一个关于广义相对论及引力的理论及实验研     

水钙芒硝的实验研究

水钙芒硝(Hydroglauberite)是1969年发现定名的新矿物,在我国青海、西藏等地盐湖中也多次发现。关于水钙芒硝的实验研究资料甚少,未看到人工合成该矿物的资料,对其化学式尚有不同意见,对其形成的物理化学条件以及它与钙芒硝(Na_2SO_4·CaSO_4)