日本学者发现"夸克凝聚"现象存在的证据

众所周知,物质是有质量的;但是,很少有人能说清质量究竟是怎样产生的。日本学者近日在实验中发现了“夸克凝聚”现象存在的证据,向解开质量之谜又前进了一步。根据现有理论,组成物质的已知最小单元———夸克本来是没有质量的,宇宙大爆炸发生时,受一种称为希格斯玻色子的粒子的影响,夸克才开始有质量。物质中的每个质子和中子都是由3个夸克组成的,但是3个夸克的质量之和只占了1个质子或中子质量的2 % ,剩下98%的质量从何处而来,长期以来一直是个谜。为了解释这一点,科学家推测存在一种“夸克凝聚”现象,即构成质子的夸克与其它不同性质的夸…     

莱泼物理的对话

本文通过对话形式介绍了自然界存在的四大相互作用力，讨论了子加速器和探测器的原理，主要地介绍了莱泼实验在Ｚ＾０、Ｗ＾±粒子特性、电弱力、中微子代数、量子色动力学及在新粒子寻找方面的研究成果。这些成果全面精确地证明了标准模型的正确性。唯一的遗憾是标准模型所预言的Ｈｉｇｇｓ粒子并未找到，但目前已确定其质量下限为９０ＧｅＶ。     

新核素与奇特核

在原子核物理学发展的早期，物理学家就已开始尝试人工制造比铀（原子序数Z=92）还重的新元素。经过多年努力。特别是有了重离子加速以后，这个研究领域取得了长足的发展，利用各种精心设计的实验，产生和鉴定了许多新的过渡区核素以及Z≥103的超重元素。这个领域的最新工作还包括对极弱束缚核系统的研究，例如晕核，皮核以及其它结构奇特的原子核。这些奇特核具有很大的中子数-质子数比值N/Z，并且表现出未曾预料到的结构和全新的性质，迄今尚不清楚，当中子盈余或质子盈余变得很大时，原子核作为一个强相互作用多粒子系统，如何由正常结构演化到上述奇特结构？     

热学中的相对论性动质量和动质能

相对论是近代物理学的基础理论之一,改变了人们基于牛顿力学框架的传统时空观,尤其狭义相对论中的质能方程深刻地揭示了质量和能量这两个自然界中最基本物理量的内在关联,该方程通常用于计算核变反应中的质量亏损和高能粒子加速器中的粒子能量.但需要指出的是,相对论和质能方程作为描述自然界基本规律的基础性理论,它的适用范围并不限定在核变反应和高能物理领域,在其他物理学分支中都具有普适性意义,热学也不例外.本文首先回顾了历史上相对论从时空观角度在热学中的一些应用,指出相对论和热学也具有内在联系.然后从相对论中质量传递的角度来研究热量的传递过程,即基于质能方程提出了热质和热质能的概念,热质和热质能是热学中的相对论性动质量和相对论性动质能.进一步基于热质理论建立了普适导热方程并给出其宏观和微观物理解释,阐明了出现热波等非傅里叶导热现象的物理原因.最后通过高热流密度金纳米薄膜导热实验初步证明了热质理论的正确性.     

纳米流体的格子Boltzmann模拟

纳米流体是由流体与纳米粒子组成的胶体悬浮物, 与普通固液两相流相比, 其传热性能明显增强. 悬浮在流体中的纳米粒子会受到运动阻力、Brown力、粒子间扩散力、重力等内力或外力的影响, 因而其运动规律极其复杂. 根据纳米流体中粒子和液体介质的受力关系, 建立了纳米流体的格子Boltzmann流动与传热模型, 并用于分析纳米粒子的动态分布.     

试论杨振宁的鲜明个性

振宁1957年冬和李政道同获诺贝尔物理学奖;1986年3月12日获美国对有卓越成就和杰出贡献的科学家的最高奖励-国家科学技术奖;1995年获富兰克林奖章和鲍威尔奖.此间,又因和Mills共同提出的杨-Mills规范场理论再次获得诺贝尔奖提名.他被称为自爱因斯坦和狄拉克之后,20世纪物理学出类拔萃的设计师之一.因此,很多人认为,象杨振宁这样在近几十年中取得如此巨大成就的人为数不多,杨振宁是个"惊人的天才".然而,"如果说这由于他是个天才就流于表面了".     

科学家迄今最精密的小尺度引力测量实验

万有引力与物体间距离的平方成反比 ,这一规律在微小的尺度上还适用吗 ?弦论所预言的高维空间和新型作用力存在吗 ?美国科学家利用新型实验装置进行的测量表明 ,至少在 10 8微米的尺度上 ,不存在引力定律异常现象。牛顿于约 3 0 0年前确定了万有引力公式 ,卡文迪许测定引力常数也有约 2 0 0年历史。近年来理论物理学的发展使一些科学家认为 ,在非常微小的尺度上 ,引力与距离的平方反比定律可能不成立。因此 ,用更精密的实验测量微小尺度上的引力 ,成为非常受关注的研究课题。美国科罗拉多大学和斯坦福大学的科学家在前些时候出版的英国《自…     

日本确定宇宙开发中期计划

由宇宙开发事业团等单位合并而成、于前些时候正式成立的日本宇宙航空开发机构 (JAXA)近日确定了宇宙开发中期计划。根据计划 ,到 2 0 0 7年末该机构将发射 1 7颗卫星 ,搭载卫星的火箭将分 1 5次发射。据《东京新闻》晚刊报道 ,中期计划规定 ,当前日本宇宙开发的基本任务侧重实用卫星的发射 ,如收集全球变暖、水资源管理等方面数据的环境监测卫星等。这些卫星的运载工具分别是H2A和M 5火箭。宇宙航空开发机构预定于明年初发射中期计划的第一颗卫星。此后还将发射以资源探查为目的的陆地观测卫星等实用型卫星。其中 ,2 0 0 7年预定发射的…     

基于纳米粒子的超声速流动成像

由于超声速流动受到可压缩性、激波、不稳定性以及湍流等因素的影响, 现有流动显示与成像技术在流场结构的高时空分辨率和高信噪比测量中存在一定的问题. 为此, 本文提出了基于纳米粒子的平面激光散射技术（NPLS）, 该技术以纳米粒子作为示踪粒子, 以脉冲平面激光作为光源, 通过CCD记录流场中的粒子图像实现超声速流动的高分辨率成像. 根据多相流体动力学理论和斜激波校准实验研究了纳米粒子在超声速流动中的跟随性问题. 根据光散射理论深入分析了影响纳米粒子散射光强的各种因素. 理论和实验研究结果表明, 纳米粒子的动力学行为和光散射特性大大提高了NPLS技术的时空分辨率和信噪比, 能够再现激波、膨胀波、马赫盘、边界层、滑移线和混合层共存的精细流场结构.     

WIND卫星1995到1999年间在行星际空间观测的超热粒子事件及其分类

根据WIND卫星在1995～1999年间的行星际观测资料,检索了55个行星际超热粒子事件.在对这些事件观测特征进行系统分析的基础上进一步提出了行星际超热粒子事件的双参量（上升时间和电子-离子流量比）分类方法.选取适当的阀值,这些事件可划分为三类：1）脉冲型超热电子事件（上升时间小于200min,电子质子比流量大于1）;2）脉冲型超热质子事件（上升时间小于200min,电子质子比流量小于1）;3）缓变型超热质子事件（上升时间大于200min,电子质子比流量小于1）.第一类事件全部都具有速度弥散并伴随太阳Ⅲ型暴,应该都是太阳起源的;第二类事件总的持续时间都很短,而且都远离行星际激波,多数也不与共转相互作用区对应,这类事件不伴随Ⅲ型暴,没有速度弥散,可能仅仅是当地行星际磁重联,或电磁场扰动的结果;第三类事件约2/3尾随着行星际激波,激波的延迟时间约等于它们的上升时间,用激波加速可以解释部分现象.     

液滴冲击自由液面的SPH法数值模拟

液滴冲击液面是一个在自然界及工业生产中极其普遍的现象,同时又是一个极其复杂的强非线性瞬态冲击与自由表面流动问题．本文在二维黏性不可压缩N-S方程的基础上,采用光滑粒子流体动力学方法对液滴（水珠）以一定的初速度冲击盛水容器内液面问题进行了数值模拟研究．研究过程中通过搜索自由表面粒子,在表面粒子之间,考虑了表面张力的作用;运用人工黏性解决了初始冲击效应;同时引入边壁虚粒子和镜像虚粒子处理边界条件,很好地解决了粒子法的边界缺陷问题,并消除了容器角落处实粒子的不稳定现象．计算结果得到了粒子分布图、流场图,压强图及不同粒子位移和速度变化曲线,通过将模拟结果与实验照片进行比较说明了模拟的有效性,最后还定性比较了分别采用Level—Set法、BEM法及SPH法时的液面波动曲线变化情况．研究结果表明：液滴冲击液面时会出现液体飞溅、不连续液面以及自由液面大幅晃荡等强非线性现象;冲击过程中液体粒子运动呈现震荡特性;SPH法对处理自由表面大变形问题具有一定的优势．     

一种考虑摩擦与排斥的人员疏散元胞自动机模行

在人员疏散过程中, 人与人之间、人与环境(如建筑物)之间存在相互作用力, 包括吸引力、排斥力和摩擦力. 3种力对人员疏散的行为、速度和效率起着关键作用. 在以往的模型中, 吸引力可以得到较好地描述, 但对排斥力和摩擦力的定量描述还不完善. 近年来提出的多粒子自驱动模型(社会力模型)可以较好地体现3种力的作用, 但由于它是一种连续型模型, 运算的速度较慢并很难得到改善. 目前研究较多的离散型模型, 如元胞自动机模型和格子气模型等, 可以达到较高的运算速度, 但很难考虑到摩擦力与排斥力的作用, 造成运算结果误差较大. 针对这种情况, 本文在经典元胞自动机模型的基础上, 量化确定了摩擦力和排斥力的运算规则, 提出了一种新的元胞自动机模型. 通过将模型的运算结果与多粒子自驱动模型进行比较表明, 新模型在人员行为、疏散速度以及"快即是慢"效应等方面都可以得到与后者相同的结果, 而运算速度则与普通的元胞自动机及格子气模型相当, 比社会力模型大为提高.     

一种考虑摩擦与排斥的人员疏散元胞自动机模型

在人员疏散过程中, 人与人之间、人与环境(如建筑物)之间存在相互作用力, 包括吸引力、排斥力和摩擦力. 3种力对人员疏散的行为、速度和效率起着关键作用. 在以往的模型中, 吸引力可以得到较好地描述, 但对排斥力和摩擦力的定量描述还不完善. 近年来提出的多粒子自驱动模型(社会力模型)可以较好地体现3种力的作用, 但由于它是一种连续型模型, 运算的速度较慢并很难得到改善. 目前研究较多的离散型模型, 如元胞自动机模型和格子气模型等, 可以达到较高的运算速度, 但很难考虑到摩擦力与排斥力的作用, 造成运算结果误差较大. 针对这种情况, 本文在经典元胞自动机模型的基础上, 量化确定了摩擦力和排斥力的运算规则, 提出了一种新的元胞自动机模型. 通过将模型的运算结果与多粒子自驱动模型进行比较表明, 新模型在人员行为、疏散速度以及“快即是慢”效应等方面都可以得到与后者相同的结果, 而运算速度则与普通的元胞自动机及格子气模型相当, 比社会力模型大为提高.     

形式系统~*的完备性及其应用

研究了R0代数类的性质与结构,并用这些结果证明了R0区间[0,1]上的每个重言式在任一R0代数上仍是重言式,进而基于（?）-Lindenbaum代数的特殊结构证明了系统（?）的完备性与强完备性.还讨论了形式系统（?）在模糊推理中的应用,所得结果和例子表明系统（?）优于其他一些常用的模糊逻辑系统.     

日本计划通过国际合作建造大型加速器

亚洲未来加速器委员会和日本高能加速器研究机构前些日在筑波市举行的国际会议上提出 ,要通过国际合作在日本建造线形对撞型加速器 ,以解开基本粒子之谜。据《朝日新闻》网报道 ,根据计划 ,日本要在地下 5 0米的岩层中建设一条长 3 0公里的直线形隧道。隧道的一头放出电子 ,另一头放出直径为 1纳米的正电子束。二者正面相撞可产生 5 0 0 0亿至 1万亿电子伏的超高能粒子。科学家期望 ,通过研究这种粒子的性质发现希格斯粒子 ,从而在基本粒子研究方面取得重大突破。希格斯粒子被认为是质量的起源。科学家早已预言了它的存在 ,但至今仍“芳踪难…     

基于光诱导介电泳的微纳米生物粒子操纵平台关键技术

在分析介电泳的微纳米生物粒子操纵研究现状和存在问题基础上,研究了基于光诱导介电泳的微纳米生物粒子操纵的理论基础和建模仿真,给出了光诱导介电泳芯片在空间电场分布和不同高度介电泳力分布关系．在此基础上进行微操纵系统的核心部件——光电导层芯片的选材、制作工艺和性能分析测试,给出了悬浮液层分压和有效电压频谱关系图．最后,组合机器视觉检测与实时跟踪子系统,构建了基于光诱导介电泳的微纳米生物粒子操纵实验平台,完成了对微纳米生物粒子快速聚集、输运、分离等操纵实验,为建立以微流控芯片为基础的重大疾病的快速、准确、低成本的检测和早期诊断提供了基础．     

物理性有害因素控制的几条基本原理

为了完善安全科学理论,对灾害物理学进行了研究,首先阐述了灾害物理学原理的内涵及研究对象,然后逐一分析灾害中常见的物理学因素,基于对因素的产生机理、传播方式和特点的研究,提出物理性有害因素控制的五条基本原理,包括破坏力小于安全力原理、物理性有害因素隔离原理、能位尽量降低原理、能量加速衰减原理、物理剂量安全阈值原理等五条原理,并对典型的物理性有害因素进行了应用分析,可用于指导防止灾害和建设安全、舒适、高效的职业健康环境。     

Bulk-Micromegas快中子成像转换层的Geant4优化

基于Bulk-Micromegas探测器的快中子成像实验中,中子转换质子的转换层效率低是一个瓶颈.利用基于Geant4工具包的蒙特卡洛模拟程序并使用ROOT工具对不同中子源(Am-Be源和14MeV中子源)以及不同转换层结构和厚度对转换效率的影响进行了模拟,得到了转换率达到饱和时反冲质子的能量角度分部信息.结果表明,常规聚乙烯转换膜在转换层厚度为400和1600μm时,对Am-Be源和14MeV中子源的探测效率分别达到饱和,其效率分别为0.12%和0.35%.其次设计了3种新的转换层结构,模拟了转换率以及在气体间隙中的能量沉积.新转换膜的转换效率要明显优于传统转换层的转换效率.最高转换率达到常规转换膜的3倍.     

稀土闪烁晶体研究进展

稀土闪烁晶体能够将高能射线/粒子转换为紫外或可见荧光脉冲,是核辐射探测的关键材料.从元素组成出发,将稀土闪烁晶体分为卤化物和氧化物两大类,总结了典型稀土闪烁晶体的基本闪烁性能及结晶学结构特征.稀土离子独特的4f电子结构使其具有优异的发光性能.一方面,具有完全自旋宇称允许的5d→4f跃迁的稀土离子Ce~(3+),Pr~(3+),Eu~(2+)可作为闪烁晶体的发光中心,能够有效提高闪烁响应能力.稀土离子4f轨道被外部5s25p6轨道屏蔽,受外界环境影响较小,而5d轨道裸露在外,与周围环境相互作用较强,稀土闪烁晶体的组成和结构特性决定了其闪烁性能.另一方面,Y~(3+),La~(3+)(4f~0),Lu~(3+)(4f~(14))属于光学惰性稀土离子,是基质材料的理想化学组成.结合稀土卤化物、稀土铝酸盐、稀土硅酸盐等典型稀土闪烁晶体的组成设计和大块晶体生长进展,以及针对我国闪烁晶体专利保护特点和发展中存在的问题,展望了稀土闪烁晶体的未来发展方向.     

天文学家获得“婴儿期”宇宙最精细照片

借助美国宇航局的微波背景辐射探测器 ,一个国际天文学家小组新获得了“婴儿期”宇宙迄今最精细的照片。这一照片细节如此丰富 ,以致于一些科学家认为它是近几年来基础科研领域最重要的成果之一。据《纽约时报》近日报道 ,这张照片是美宇航局“威尔金森微波各向异性探测器”头一年观测结果的结晶 ,通过将其所包含的数据与其他天文观测结果进行比较 ,天文学家们为宇宙的年龄、组成等找到了更为准确的答案。他们根据新照片得出的测算结果显示 ,宇宙年龄约为13 7亿年 ,这一结果的误差率仅为 1% ,是到目前为止获得的最高精度 ;在构成上 ,宇宙中…