小行星探测动力学与控制专题·编者按

<正>2018年中国科学院文献情报中心课题组受国家自然科学基金委政策局委托,编写了学科发展态势评估系列研究报告《力学十年:中国与世界》(Mechanics 2006–2015:China in the world).在第3.5节航天动力学中列举了这十年国内外进展相对较快、成果较多的三个方向:不规则引力场中的轨道理论、连续推力轨迹优化、无燃料推进.前两个方向都和探测小行星/小天体密切相关,也正是由于小行星/小天体探测研究的驱动而快速发展的.     

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.     

月球探测的进展与我国月球探测的科学目标

在简述月球探测的历程与趋势的基础上,强调当代月球探测的总体目标为：(1)研究月球与地月系的起源和演化,特别是月球大气层与磁场的消失,矿物与岩石的分布和形成环境、月壤和内部层圈结构的形成以及月球演化的历程;(2)探测月球的资源、能源和特殊环境的开发利用及对人类社会长期可持续发展的支撑。我国不载人月球探测划分为绕、落及回三个阶段。为了全球性、整体性重新认识月球,绕月卫星探测的科学目标为获取全月面三维影像,探测14种有用元素的全球分布与丰度,探测月壤厚度并估算^3He资源量以及太阳活动对空间环境的影响。“落”为月球探测器软着陆就位探测和月球车巡视探测,建立月基光学、低频射电和极紫外天文观测平台。“回”为月球探测器软着陆就位探测和取样返回地面。     

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     

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     

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.     

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     

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     

甚长波红外光电探测材料和器件专题·编者按

任何处于非绝对零度的物体都会辐射电磁波,探测辐射电磁波就能实现对物体的探测.根据普朗克黑体辐射定律推算出黑体辐射能量密度随温度的4次方成正比.因此,低温目标的辐射能量密度很弱,对探测器灵敏度要求极高.另一方面,黑体辐射峰值波长随温度降低向长波方向红移, 5800 K时峰值波长位置在0.5μm左右, 100 K时在30μm附近. 30μm对应的半导体材料禁带宽度仅为40 me V,差不多等于一个光学声子的能量.这样窄的带隙,材料的电学性能几乎完全受控于本征热激发,使得根据传统带间跃迁原理制备的探测器无法工作.     

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.     

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.     

系统可观测性理论与深空探测自主导航方法专题·编者按

近年来,我国月球及深空探测技术发展迅速. 2020年12月17日,随着嫦娥五号返回器携带1731克月壤返抵地球,历经16年我国圆满完成了探月工程"绕、落、回"三步走战略目标,也开启了后续深空探测的新篇章. 2021年2月24日,我国首个行星际探测器"天问一号"进入火星停泊轨道,经过近3个月的环绕探测后,于5月15日成功软着陆,在火星探测史上首次一步实现"绕、落、巡".     

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.     

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     

不确定性结构分析与优化设计专题·编者按

正不确定性结构分析与优化设计理论作为传统结构设计方法的发展与延伸,已经成为现代先进产品结构设计的重要依据.本专辑围绕结构不确定分析与优化设计理论,结合我国的航空、海洋、机械加工等众多工程实际领域,对基于不确定性理论的灵敏度计算、可靠性分析,结构优化设计及其工程应用进行了深入研究,并对该领域的发展趋势进行了展望.     

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.