暗物质暗能量 中国科学家谈科学

把粒子物理学与宇宙学结合起来对暗物质和暗能量进行研究是21世纪物理学的一个重要发展趋势。预期暗物质问题有可能在未来几年内得到突破性的进展。而暗能量问题的解决,也将带来一场重大的物理学革命。     

百年诺贝尔物理学奖与现代物理学的发展

根据诺贝尔物理学奖颁奖项目的成就，把现代物理学划分为原子分子物理学，理论物理学，原子核物理学，粒子物理学，凝聚态物理学，光学，天体物理学，无线电学这八大分支学科，以获奖项目研究的时间或获奖成果间的内在联系为主线，介绍这些分支学科在20世纪所取得的重大成就及其发展轨迹，进一步展望物理学在21世纪特别是未来二三十年的发展趋势。     

物理学与生命科学

21世纪的科学发展趋势,是各门科学不断交叉、加速综合,不同学科的作用和地位将发生变化。如果说20世纪的主导学科是物理学的话,那么21世纪的主导学科将是生命科学,生命科学将在21世纪成为主导学科,在各学科中起核心作用。通过对近代物理专题讲座的学习,本文将探讨物理学理论对生命科学的贡献,阐述物理学为生命科学提供的研究方法和手段,展望新世纪物理学和生命科学相互交融、共振共荣的前景。     

纳米材料——21世纪的新型材料

纳米科技(nano science and technology,简称NanoST)是一门多学科的、基础研究和应用开发紧密联系的新科技。纳米科技的诞生和发展,开辟了人类认识世界的新层次。通过它,人们能够直接利用原子、分子进行生产,制备出仅包含几十个到几万个原子的超细微粒——纳米微粒,并把它作为基本构成单元,适当排列成一维的量子线、二维的量子面、三维的纳米固体。纳米固体材料(nanometer sized materials)有一般晶体材料和非晶体材料都不具备的优良特性,它的出现使凝聚态物理理论受到了挑战。世界上几个发达国家都投入了很大力量,对这种将在21世纪的科学进步中充当重要角色的材料进行了基础理论研究和应用研究。     

量子通信首次卫星实验

正我国的量子科学实验卫星计划于2016年夏季发射升空,这是世界上第一颗开展量子通信实验和研究的卫星。那么,究竟什么是量子通信,它的原理是什么,又具有什么样的特点和优势呢?即将到来的量子信息革命20世纪初,普朗克、爱因斯坦、玻尔开创了量子物理学研究。随后,海森堡、薛定谔、狄拉克等物理学家建立了量子力学。从此,量子物理学沿着两条路深入地推动着人类文明     

原子分子物理学的研究进展

原子分子物理学是研究原子、分子的结构、性质、相互作用和运动的规律，提供原子、分子信息和数据的一门学科。它在物理学中是一门发展历史较长的分支学科，又是一门不断发展、涉及面广、很有生命力的分支学科。原子、分子物理学起源于19世纪对太阳光谱和气体放电的研究，经过本世纪20年代第一次发展高峰后，它已经成为一门独立的物理学分支学科。到四五十年代，由于发展了射频波段的波谱学，测量精度大为提高，为创立和检验量子电动力学、相对论和各种基本对称性提供了实验基础。从70年代到现在，各国都围绕能源、材料、环境和安全等问题制…     

量子光学的群论方法

由于实验技术的发展,量子光学作为物理学的一个分支,在过去的几年内获得了迅速的发展。目前人们已经能够产生并探测单个光子,并且可以研究在超导谐振腔中的单个原子。现今,诸如冷离子、玻色-爱因斯坦凝聚物、量子信息及量子计算之类的量子光学应用推动了对量子系统聚合性的研究。     

ψ场(道场)研究的哲学意义

欧文·拉兹洛在《微漪之塘———宇宙进化的新图景》一书中提出第五种场"Ψ-场"———宇宙量子真空零点能全息场。这很可能预示着21世纪将发生的新的物理学革命,进而改变人类对宇宙本原的认识,并促使我们在哲学上重建本体论。继古希腊哲学家德谟克利特的原子论获得实证之后,中国古代哲学家老子的道论也将获得实证。     

纳米固体材料研究动向

19世纪末,电子、X射线和放射性的发现,对经典物理学的理论提出了挑战,导致近代物理学的诞生。本世纪末,高温超导体的发现,原子团簇和纳米固体材料的问世,业已引起物理学家和其他专家的浓厚兴趣,这势必对凝聚态物理学产生深刻的影响。原子团簇指几个、几十个或几百个原子或分子的聚合体。纳米固体是由粒度为1～15纳米的超微颗粒组成的固态物质。两者位于微观世界和宏观世界的交界处,属于人类认识客观世界的新层次。然而纳米固体又不同于原子团簇,它不仅在尺度上要大一些,而且组成它的纳米颗粒可以是晶态、也可以是非晶态。由于微粒尺度属纳米级,因而其界面原子的比例极大,一般占总原子     

纳米材料的特性及用途

纳米材料因受量子尺寸效应和介电限域应等特性的影响 ,往往具有不同于块体材料和原子或分子的介观性质 ,在材料学、物理学、化学、催化和环保等方面具有广泛的用途。本文介绍了纳米材料的基本特性和在不同领域的应用 ,并指出了当前纳米材料的发展方向     

纳米：一场新兴革命的来临

四十年前，诺贝尔奖获得者、量子物理学家费曼做过一次题为《底部还有很大空间》的演讲，被公认为纳米技术思想的来源。他当时问道，为什么我们不可以从另一个角度出发，从单个分子甚至原子开始组装，以达到我们的要求呢?“至少依我看来，物理学的规律不排除一个原子、一个原子地制造物品的可能性。”费曼假定，一旦原子的语言被简洁地编码后，就可以对分子进行精确的工程加工，把一个原子放到另一个原子上，制造出最小的人工机器来。     

陶醉于20世纪物理学的美丽

正我们有足够的理由赞美物理学在20世纪所取得的成就。1900年到来之际,由牛顿、麦克斯韦、亥姆霍兹、洛伦兹以及许多其他人的思想奠基的辉煌经典物理学大厦似乎已近乎完美;然而经典物理学的这一高度发展状态显现出了某些结构上的瑕疵,结果证明这些瑕疵远非看起来那样肤浅。在世纪转折前后几年的实验和理论发现直接导致了改变物理学家基本观念的革命:原子结构、量子理论和相对论。在近     

关于物理学史恰当地引入到原子物理学教学中的思考

原子物理学是近代发展起来的学科,反映了一百年来物理学的发展。大学生不仅要学习原子物理学的知识,还要学习物理学思想。将物理学史恰当应用到原子物理学教学中,可起到传授知识和教书育人的双重作用。     

二十一世纪崭新的前沿科学-纳米药学

纳米技术是20世纪90年代出现的一门崭新技术,是近几年迅速发展起来的一个全新的科学领域,在材料、生命信息、环境、能源和国家安全等方面具有广泛的应用,被认为是21世纪最重要的科技领域。 纳米技术最终目的是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、制造具有特定功能的产品。使用纳米技术能使药品生产过程越来越精细,并能直接利用原子、分子的排布制造具有特定功能的药品。纳米材料粒子将使药物在体内的传输更为方便,用数层纳米粒子包裹     

规范场、纽结与引力

20世纪物理学的两个最激动人心的发展是广义相对论与量子力学，后者最终形成了粒子相互作用的“标准模型”。广义相对论研究引力，而标准模型则研究剩下的自然力。不幸的是，这两种理论还没有整合成一个单一连贯的图像，还没有一个考虑到量子理论的引力有效理论。虽然量子化引力促使数学和物理学许多引人入胜的进展，但是在21世纪仍然面临着更大的挑战。     

关于物理学史恰当地引入到原子物理学教学中的思考

原子物理学是近代发展起来的学科,反映了一百年来物理学的发展.大学生不仅要学习原子物理学的知识,还要学习物理学思想.将物理学史恰当应用到原子物理学教学中,可起到传授知识和教书育人的双重作用.     

纳米材料的特性及用途

纳米材料因受量子尺寸效应和介电限域应等特性的影响，往往具有不同于块体材料和原子或分子的介观性质，在材料学，物理学，化学、催化和环保等方面具有广泛的用途，本介绍了纳米材料的基本特性和不同领域的应用，并指出了当前纳米材料的发展方向。     

基于 Λ 型原子的纠缠态融合研究综述

量子纠缠描述2个或多个系统间非局域、非经典的关联.由于多粒子纠缠态的量子非局域性比2粒子纠缠态的强,因此其在量子信息中应用更广泛.在Λ型3能级原子中,处于低能态原子的自发辐射能有效抑制,因此可将量子信息编码在Λ型3能级原子的2个基态上.该文介绍纠缠态融合的概念,综述基于融合机制制备Λ型3能级原子纠缠态的几种方案,最后给出总结与展望.     

量子微观和介观系统中的冷和超冷碰撞

本书是剑桥大学出版社出版的关于量子微观和介观系统的冷碰撞和超冷碰撞的专著。在现代原子物理学、分子物理学、光物理学甚至凝聚态物理学、化学物理学中，冷碰撞和超冷碰撞占有重要的地位。     

克隆羊宣告生物学世纪来临

克隆绵羊降世突然宣告生物学世纪来临。基因组图谱将是生物学的“元素周期表”。生物技术将用自己的成就为人类历史创造辉煌。多莉出生——生物学世纪提前到来隆重热烈的人类历史的庆典，主要由技术所使然。冶金和改进的农业使文明脱离了石器时代。19世纪，工业革命使得非凡的机器出现了，城市不断扩大延伸。在20世纪，物理学登上了王位，物理学家们打破原子，探索了奇异的相对论和量子理论世界，并驾驶了硅片之伟力。他们沿此路而走，以原子弹、晶体管、激光器和微芯片改变了世界。但是许多专家相信，人类现在正在乘新科学知识之长风昂首迈…