核科学及其应用专题·编者按

正核科学覆盖的研究领域宽阔、层次分明,各分支科学相互渗透,互为支撑.以粒子物理与核物理研究为例,其研究从天上到地下深入微观世界探索物质结构的起源,不仅是核科学基础研究领域,也是人类探索未知世界的终极目标.本专题包括对CMS实验中Higgs粒子性质的研究以及高能物理实验中数据和计算技术的综述,也包括对我国中微子探测研究中近期的一些发展和成果的综述.     

空间材料科学专题·编者按

空间材料科学是在微重力、空间辐射和高真空等空间环境条件下,研究材料的结构、性能变化和制备过程的规律,以及材料物理、化学性能变化和使役行为的学科.她既是基于空间技术发展也是基于空间技术发展需求而诞生的材料科学的一个新分支,集材料科学、凝聚态物理、物理化学、流体物理学、工程热物理学、空间环境和空间技术等多领域分支学科的交叉.     

高温超导新进展专题·编者按

正超导电性是凝聚态物质里一种电子体系宏观量子凝聚效应,具有零电阻和完全抗磁性等一系列神奇的特性.高温超导则通常是指少数材料(如1986年发现的铜氧化物)在较高温度下(77 K)就可以发生的超导现象,涉及凝聚态物理中许多基本概念和最前沿的问题,以其独特的魅力不断地吸引着世界范围内物理学家的广泛关注.区别于Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理论框架下的传统超导体,高温超导体具有异常复杂的晶体结构和相图,从而     

自适应光学专题·编者按

<正>自适应光学技术源于地基光学/红外望远镜观测中遇到的大气湍流扰动问题.由于大气湍流的存在,空间目标发出的光波穿过大气层到达地球表面时,其振幅和相位都会受到大气湍流的扰动.相对于光波的振幅而言,相位受到的随机扰动更加严重,所以目前的自适应光学技术主要克服光波相位受到的随机扰动.大气对来自空间目标发出光波相位的随机扰动,导致望远镜的成像质量严重降低,望远镜的实际分辨率也     

量子精密测量专题·编者按

正量子精密测量是利用磁、光与原子的相互作用,打破传统方法中的散粒噪声限制,利用量子资源和效应实现超越经典方法的测量精度,达到海森堡精度极限. 2019年代表精密测量最高水平的7个基本物理量的计量基准已经全部实现量子化.《中国科学:物理学力学天文学》特别组织量子精密测量专题,邀请了国内外活跃在量子精密测量领域的科研工作者撰写了8篇相关论文,其中7篇为综述论文, 1篇为研究论文,反映了国内外关于量子精密测量相关研究的现状以及最新研究进展.     

引力波天文学专题·编者按

正截至目前,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)实验组已经通过两轮的科学运行实现了两项重大突破:2015年9月14日直接观测到由两颗恒星级黑洞并合产生的引力波,为人类开启了探索宇宙的一个新窗口;2017年8月17日,LIGO-VIRGO合作组第一次探测到双中子星并合引力波事件,并且世界上数十家机构协同合作,在多个电磁     

核数据专题·编者按

核数据是核科学发展的基础数据,是连接核物理基础研究与核工程及核技术应用的桥梁,因此核数据研究一直受到核能应用发达国家的重视.早在20世纪40年代,美国和苏联等国家由于研制核武器的需要已经开始了重要核数据的测量,并在60年代就开始核数据的系统评价和建库工作.我国核数据研究工作起步较晚, 20世纪50年代末,为了满足我国原子能事业发展的急需,开展了重点核数据的测量,并于1973年12月在北京召开了第一次核数据会议. 1975年我国制定了核数据发展十年规划,并成立了二机部核数据中心(中国核数据中心的前身),从此开展了有组织、全面的核数据评价与建库工作.     

精密测量物理专题·编者按

正精密测量物理是物理学与数学、天文、地球物理等基础学科,以及光电、机械、控制等多个工程技术应用学科内部不同方向交叉、融合的前沿领域.精密测量有效数字每提高一位,往往预示着新的物理效应或规律,与通常的测量或者精密测量相比,精密测量物理侧重于为了实现更高精度的测量而研究采用新的物理原理、     

蓝光LED专题·编者按

<正>2014年度诺贝尔物理学奖被授予了3位出生于日本的科学家赤崎勇(Isamu Akasaki)、天野浩(Hiroshi Amano)和中村修二(Shuji Nakamura),以表彰他们在发明氮化镓(GaN)基蓝色发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)方面所做出的卓越贡献.事实上,在他们研制出蓝光LED之前,人们早就研制出了红色和绿色LED,但一直缺少三原色之一的蓝色对应的LED.有了蓝光LED,人们可以用一种新的方式获得白光.如同爱迪生发明白炽灯带来了人类照明的一次革命,基于LED的固态照明(Solid-State Lighting)被人们视为照明史上的又一     

太赫兹物理与应用专题·编者按

正太赫兹(Terahertz, THz)波通常是指频率在100 GHz–10 THz,相应波长在3 mm–30μm范围内,介于毫米波与红外光之间的电磁波. THz技术在物理学、材料科学、生命科学、天文学、信息科学以及国防安全等方面具有广泛的应用前景,被誉为改变未来世界的十大技术之一.《中国科学:物理学力学天文学》特别组织"太赫兹物理与应用专题",邀请了国内外活跃在THz物理和应用研究领域的科研工作者撰写了10篇相关论文,其中3篇为综述类论文,反映了国内外关于THz相关研究的现状以及最新研究进展;其他7篇为研究论文,涵盖了THz物理、材料、辐射源、探测以及成像等研究领域.     

磁相变材料专题·编者按

正相变行为普遍存在于物质世界,是材料学和凝聚态物理领域关注的基本现象和重要课题.经典相变伴随着体系的对称破缺,可以由以序参量为基本热力学参量的朗道相变理论完美地描述.相变过程中,不同物态之间相互转化,伴随着丰富的临界现象.作为固态相变中的一类相变,马氏体相变不发生原子的长程扩散,只有原子的短程位移.温度、应力等外部自由度可以驱动马氏体相变的发生,并对外输出应变、电阻变化、潜热等物理效应.     

北斗全球卫星导航系统专题·编者按

北斗三号全球卫星导航系统于2020年6月23日和7月31日分别完成全球星座部署和正式开通服务公告,这标志着北斗从无到有、从有到优、从区域到全球的“三步走”发展战略圆满完成.北斗三号全球卫星导航系统空间段由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星共30颗卫星组成,具备导航定位和通信数传两大功能,可提供定位导航授时、全球短报文通信、区域短报文通信、国际搜救、星基增强、地基增强、精密单点定位共7类服务,全球范围定位精度优于10 m、测速精度优于0.2 m/s、授时精度优于20 ns、服务可用性优于99%,亚太地区性能更优.     

激光先进制造专题·编者按

由于激光突出的单色性、高亮度、高方向性和相干性等特点,经过多年的研宄发展,激光先进制造技术经历了以激光打标、激光表面处理、激光切割、激光打孔和激光焊接等为代表的激光宏观制造技术,以激光精密切割、激光精密钻孔和激光烧蚀等为代表的激光微细加工技术,和以激光制备纳米颗粒、激光诱导表面微纳米结构、干涉光刻和近场纳米制造为代表的激光微纳加工技术等多个发展阶段,覆盖了从毫米到纳米的不同加工尺度,在现代先进制造业中发挥着越来越重要和广泛的作用.     

“油气光学”专题·编者按

<正>作为人类共同的财富和一种不可再生的能源,油气资源在经济发展和工业现代化进程中发挥着重要的作用,被人们称为"工业的血液".我国的油气资源具有地质条件复杂、地表条件多样、油气富集程度低、油气埋藏较深和原油含水率较高等特点,因此油气资源的有效勘探开发和高效利用存在诸多的困难,成本居高不下,并且供不应求.因此,为了解决油气资源勘探开发过程中的技术难题,提高油气生产效益,推动油气勘探开发     

月球科学与探测专题·编者按

正自"嫦娥一号"月球探测器2007年成功发射以来,已经过去整整八年,中国的嫦娥探月工程也稳健地进入了"绕、落、回"三步曲的第三步,即将启动的月面采样返回,将进一步证明我国的空间探测技术和科学研究能力达到国际先进水平."嫦娥一号"和"嫦娥二号"都获得了大量科学探测数据,总体上实现了科学目标."嫦娥一号"获得了全月球影像图和月球标准基础地图、全月球数字高程模型(DEM)和三维月球地形图;建立了月球影像数据和激光高度     

激光干涉引力波探测专题·编者按

<正>引力波是广义相对论最重要的预言.引力波不被屏蔽,具有极强的穿透性,它可带来借助其他方法无法得到的,关于黑洞、致密星、星系核等的大量信息;它把对宇宙的观测推向暴涨阶段;它是在极高精度范围内检验广义相对论的探针.它还将在揭示引力场量子行为中起到不可或缺的重要作用.爱因斯坦在建立广义相对论后,很快就于1 9 1 6年提出了引力波的概念.然而,就连爱因斯坦本人也曾怀疑引力波能否被人类探测到.在经历了4 0多年的争论后才确认,引力波能够脱离源、携带能量在真空中传播,从而开启了引力波探测的大幕.     

页岩油气高效开发专题·编者按

<正>页岩气开发是我国能源结构转变的重大战略需求.以水平井和分段压裂为核心技术,北美页岩气已经成功实现商业化开发,但是与北美相比,我国页岩储层具有地质构造改造强、地应力复杂、埋藏较深、地表恶劣和水资源匮乏等特点,简单地照搬国外理论和技术难以实现有效开发,需要系统地开展开发理论和方法研究.     

光学与光子学前沿论坛专题·编者按

正光在我们生活中扮演着重要的角色.光学研究的每一个进步都对人类认识世界和社会进步起到了关键的推动作用. 1960年5月16日,美国科学家梅曼获得了人类史上第一束激光,这种全新的具有极佳单色性和方向性的高亮度光源迅速应用到各个领域. 1966年,华裔科学家高琨论证了光纤通信的可行性,很快世界上第一条光纤通     

高温高密核物质形态研究专题·编者按

<正>相对论重离子碰撞物理是研究核物质在高温高密度极限时的物质科学,它与粒子物理、核天体物理和宇观物理等紧密相关,是重大科学目标与高技术相结合的制高点.在高能重离子对撞实验中,形成了一个类似宇宙大爆炸初期的极端高温、高密的物质环境,是研究物质起源、寻找奇特粒子态和反物质的理想场所.这方面的研究是当今物质科学的重要科学前沿.目前普遍认为,宇宙诞生于一次源于极小体积但是具有致密能量的大爆炸.在     

等离激元光子学专题·编者按

<正>随着现代纳米科技进步日新月异,人类对自然世界的探索认知得到极大拓展,纳米科技与现代光学的交叉碰撞产生了新生的学科:纳米光子学.纳米光子学聚焦光在纳米尺度上的产生、传播、调制、转换和探测等,为解决新的能源、信息和材料需求提供了探索方向与应用可能.其中能够突破光学衍射极限的等离激元光子学,在当前信息、能源和材料研究都进入纳米甚至单个分子、原子尺度的飞速发展背景下,受到了广泛的关注.等离激元