费米—狄拉克统计的诞生

一、前言费米-狄拉克统计是物理学中的一个重要理论,是统计物理学史上的一个里程碑.从命名中可以看出,它是由费米(E.Fermi)和狄拉克(P.A.M.Dirac)两人建立的.他们两人是怎样建立的呢?是合作的,还是各自独立提出的?或者是象玻色-爱因斯坦统计的建立那样,是一个受另一个启发,后者把前者的方法加以推广才建立起完整的理论形式的?对此大多数读者可能并不清楚.另外,费米-狄拉克统计究竟是怎样诞生的?它和玻色-爱因斯坦统计之间的关系究竟如何?它的诞生对物理学的发展有什么影响?这些正是本文要加以阐释的内容.     

E_6模型中的三代中微子振荡

在文[1]中,我们讨论了E_6大统一模型中的中微子振荡问题。在该文中,我们仅讨论了存在一代费米子的情况。本文我们讨论一个更现实的模型,即存在三代费米子情况下的中微子振荡问题。费米子超场Ψ_i(27)为E_6风群的27维表示,i=1,2,3表示代指标。Higgs超场H_a(27)、H_a(27~*)、(78)分别是E_6群的27、27~*、78维表示,a=1,2.在每代费米子中,包含有5个     

吴健雄与β衰变(二)——β衰变对揭示弱作用本质的贡献

在过去的半个多世纪里,月衰变的研究对理解弱作用的本质起了主要的,甚至可以说是决定性的作用.在文章的这一部分①我们将比较详细地介绍人们通过尹衰变认识弱作用本质的过程:从费米提出月衰变理论,确定普适(V一A)费米相互作用,一直到弱作用和电磁作用的统一。     

外星人，你们在哪？

1950年的一天,核物理学家恩里科·费米（Enfico Fermi）向洛斯·阿拉莫斯国家实验室一起和他午餐的同事们提出了一个问题：如果像许多理论学家预言的那样,银河系充满了很多地外文明．那么他们又在哪呢？难道我们不应该看到他们存在的证据吗？这就是众所周知的费米佯谬。然而将近60年后的今天．这个问题仍然令我们困惑。毕竟,几十年来对地外文明信号以及存在的搜索依然是一片空白．     

拓扑超导与马约拉纳费米子

拓扑超导体是由具有配对能隙的体态以及由马约拉纳(Majorana)费米子所组成的无能隙表面态所构成的,其中马约拉纳费米子的反粒子就是它自身.马约拉纳费米子态是研究非阿贝尔统计的理想平台,能构成容错型拓扑量子计算的拓扑量子比特,具有丰富的物理意义和巨大的潜在应用价值.因此,近年来拓扑超导体和马约拉纳费米子的研究在凝聚态物理领域吸引了许多关注.本文综述了在凝聚态物理领域内实现拓扑超导的不同方法,从零维到一维马约拉纳费米子态,即马约拉纳费米子束缚态到马约拉纳费米子边缘态,进行综合的阐述.这些马约拉纳费米子态分别是局域化的和传播的量子态,但仍保持着非阿贝尔统计规律和拓扑特性.对不同的材料系统,从一维的量子线到二维的材料平台,从混合系统到本征材料系统,都会进行详细的介绍和讨论.最后还总结了证明拓扑超导体的可能存在性的相关理论和实验结果,并展望实现拓扑量子计算的前景和手段.     

奥克罗(Oklo)现象

直到最近,科学家都认为化学元素只是在恒星上合成的。然而,1972年奥克罗(Oklo)现象在加蓬共和国的发现已经揭示,在地球上曾经存在过核“火”,并且在十七亿年前在我们这个行星上曾经发生过大规模的元素嬗变,自然(或费米前的)反应堆的形成是和我们地球上生命的出现有着密切联系的。大约在二十亿年前,新一代有生命的有机物进行光合作用将氧气注入大气层以后,费米前的反应堆才能够形成。     

量子科学研究的一大突破费米子凝聚态:第六种物质形态

2004年1月29日,美国标准技术研究院和美国科罗拉多大学组成的联合研究小组宣布,他们创造出了物质的第六种形态——“费米子凝聚态”。这是该小组继1995年创造出物质的第五态——“玻色-爱因斯坦凝聚态”之后,在量子科学研究上的又一重大突破。     

Gamow宇宙学中的大质量中微子晕的形成

在文献[1]中我们已经指出,有静质量中微子的存在意味着有可能存在一种质量非常大的中微子自引力体系,它依靠中微子的费米压力而达到平衡。在这一处理中,我们假计中微子处于简并态,对一些特定的平衡组态计算了它的费米温度。这些自引力体系的参数,包括它的质量M以及半径R等,都是中微子静质量m_v的函数。如果m_v～10eV,则R大体相当于我们的星系的半径,而其质量M则可高达M_(crit),其值约为我们的星系中的所有可见质量M_(vis)的11~4倍。这种平衡组态的质量及半径都随m_v~(-2)而变化。     

费米子凝聚态：第六种物质形态

2004年1月29日，美国标准技术研究院和美国科罗拉多大学组成的联合研究小组宣布，他们创造出了物质的第六种形态——“费米子凝聚态”。这是该小组继1995年创造出物质的第五态——“玻色-爱因斯坦凝聚态”之后，在量子科学研究上的又一重大突破。     

缪子：通往新物理的门户

2021年4月7日,美国费米实验室缪子反常磁矩(Muon g-2)国际合作组发布了最新的实验测量结果。结合美国布鲁克海文实验室15年前的实验值,目前缪子反常磁矩最新的实验平均值与标准模型预言值有4.2个标准方差的差异,强烈暗示超越标准模型物理的存在。文章通过介绍基本粒子磁矩的研究历史,希望帮助读者加深对缪子反常磁矩和高精度前沿相关研究的了解和认识。     

回忆我的导师E·费米

第二次世界大战结束时,费米到了芝加哥大学工作,在物理系和新建立的核学研究所(该所现在以他的名字命名)。那时,大学里的学术研究工作和研究生教学正在恢复中,为战争所耽误的学生们蜂拥般地回到了校园。芝加哥大学物理学研究生的注册人数特别的多。他们之中究竟有多少人为费米的名字所吸引而前来芝加哥,我们很可能永远不会知道。就我个人来说,即是这些人中的一个。当1945年11月由中国来到美国时,我便已经决心跟随费米或威格纳学习。但是我知道,战争工作使得他们减少了自己大学的人员。我记得有一天,在我抵达纽约     

核电站的心脏

1942年,著名意大利物理学家恩里科·费米领导的一个科学家小组,在美国芝加哥大学的地下室内,建造了一个由木块、石墨和铀块一层层交替堆砌起来的粗糙装置,其外形好像是一只放大了的马蜂窝。不过,我们不     

《科学通报》1998年读者调查统计结果与分析

从1996年下半年开始,针对《科学通报》存在的问题,我们对《科学通报》进行了改造,以期缓解读者市场的专业化与刊物的综合性之间的矛盾:提高《科学通报》对不同专业研究人员的可读性、扩大读者群体、增加发行量,从而提高刊物的生存能力,奠定刊物进一步发展的基础.前期的改造工作主要是调整编辑方针和市场定位.针对两年多的改造工作,我们组织了这次“读者调查”.调查采用了通行做法:随刊散发了约4000份“读者调查问卷”,并且在1998年第3期正文刊载了一次“读者调查问卷”.截止到1998年4月底,共收回415份“读者调查问卷”.统计结果和分析如下:1…     

重费米子材料CeCoIn_5超导态的唯象理论

重费米子超导体是最早发现的非常规超导体,具有丰富的超导量子现象.理解重费米子超导配对的微观起源能够启发非常规超导的机理研究和新型超导体的实验探索.本文简要介绍了近年来在重费米子超导实验和理论上的最新进展,利用量子临界自旋涨落的唯象模型,结合Eliashberg理论计算了CeCoIn_5的超导性质,得到了具有dx~2-y~2波对称性的超导能隙,符合实验结果.在此基础上提出了计算超导转变温度T_c的简化公式,结合二流体理论解释了CeCoIn_5和CeRhIn_5中T_c随压力的演化.这一结果为发展重费米子超导的唯象理论提供了新的思路.     

萨尔瓦多·E·卢里亚(1912—1991)

今年2月6日去世的萨尔瓦多·E·卢里亚(Salvado E.Luria)是将细菌、细菌病毒及噬菌体引入到对基因本质的研究前沿的科学家.生于意大利都灵的卢里亚一开始接受的是作为一个物理学家的教育并选择放射学作为自己的研究专业.几年的军队服役期后,他前往罗马,并先后在恩里科·费米(Enrico Fermi)和E.阿玛第(E.Amaldi)     

知编者,读者也

新年伊始,收到来自太原的读者陈敬瑗同志的来信,读后使我们分外激动。我在1992年第11期上写了一篇《关于调价的几点说明》,本意是告诉我们的读者,调价实出无奈。不调价就难以为继,《世界科学》需要首先解决生存问题,只有生存才能求发展。连生存都无法维持,还谈什么社会效益! 我们编辑部的同事,十多年来可以说是惨淡经营。不计名,不计利,靠一颗对科技事业忠心耿耿的心,拼着命在工作者。     

愿你重沐阳光

1996年第1期同大家见面后,我们陆续收到了许多读者朋友的来信,向我们倾诉着各种各样的苦恼和困惑。首先,感谢朋友们对我们的信任和厚爱。另外,对朋友们的困难我们深表同情和焦急。本期选登一位朋友的来信,并请心理医生专为此做答。今后我们会陆续针对有代表性的问题选登,还望朋友们在来信中注明是否可以公开。衷心地希望朋友们能够扬起生活的风帆。     

中微子是其自身的反粒子吗?

中微子振荡实验显示中微子有质量,而有质量的中微子基本性质的研究是当前粒子物理学的前沿热点.本文简要介绍反粒子的概念、马约拉纳费米子以及实验上如何检验中微子是否是其自身的反粒子.这个重要问题的答案将帮助我们探寻中微子质量的起源和超出粒子物理学标准模型的新物理.     

奇数维开空间分数荷的格林函数方法

近年来,在粒子物理和凝聚态物理中,人们注意到费米子体系与特定的背景外场相耦合会导致带分数费米子数的量子态的存在。研究表明这一分数化现象与背景外场的拓扑性质存在密切的联系,特别当体系不具有电荷共轭对称时,这种联系更为复杂。本文尝试从Levinson定理出发采用格林函数方法来建立在电荷共轭对称破缺的情况下,分数荷与背景外场拓扑性质间的联系,并由此推导了一维孤立子和三维磁单极诱导的分数费米数的一般表达     

外星人到底在哪里?

曾领导建立了世界上第一个原子核反应堆的名科学家恩里科．费米(Enrico Fermi)，1950年在美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯的一次午餐上，提出了一个此后一直令人着迷的问题：宇宙空问是否存在着其他生命?