谈谈超导金属中的准粒子——与郝柏林同志商榷

《自然杂志》3卷9期郝柏林同志的《谈谈统计物理学的对象和方法》一文中,在列举名目繁多的准粒子时,将“超导金属中的电子对”也误认为是一种准粒子。熟悉现代超导微观理论的人都知道,在超导体中,电子对(即所谓库柏对)恰好不是准粒子。从统计物理学的角度来看,电子对有点类似玻色-爱因斯坦凝聚     

量子物理对二十世纪自然科学的贡献——纪念尼耳斯·玻尔诞生100周年

一、近代物理的象征在尼耳斯·玻尔诞生100周年的今天,我们已目睹了量子物理学的辉煌成就和它所带来的巨大实际后果,和相对论不同,量子力学即使只算到它的基本建立,也要写上一长串光辉的名字:普朗克、爱因斯坦、玻尔、海森堡、德布罗意、薛定谔、玻恩、狄拉克、泡利、费米和费曼等等,但是玻尔有他特殊的作用,这     

外势阱中n维理想玻色气体的玻色—爱因斯坦凝聚（BEC）

自从1995年人类首次实现了70年前爱因斯坦所预言的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)以来,有关BEC的理论研究成为物理学界的一个新热点,爱因斯坦所预言的BEC是对理想玻色气体而言的,尽管实际气体的原子间有互作用,但对稀薄气体,这种互作用是微弱的、一些计算表明,其结果与理想气体相比仅差约0.4%.因此,作为计算的初级近似,可将玻色气体视为理想的.     

玻色-爱因斯坦凝聚的今天和明天

碱金属原子气的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)是一种全新的物质状态.本文综述BEC产生的方法以及其中的量子物理现象,如干涉条纹、原子激光、约瑟夫森效应和涡旋态等.同时讨论超冷费米原子气等相关问题,并展望BEC的应用前景.     

用分子制备玻色-爱因斯坦凝聚体

在20世纪90年代中期创造出原子的玻色-爱因斯坦凝聚体之后,科学家们的一个主要目标就是制备分子的玻色-爱因斯坦凝聚体。目前,虽然技术困难依然存在,但成功已近在咫尺——     

狄拉克对当代科学的重大贡献

狄拉克的青年时代正好是原子物理实验积累了大量材料,量子理论处于急剧变革的时期。由于深受以爱因斯坦为代表的二十世纪物理学中理性主义思潮的影响,由于个人的勤奋和思想方法的正确,狄拉克在量子力学的理论基础,特别是普遍变换理论的建立方面,在相对论性电子理论的创立方面以及在量子电动力学和量子场论的建立方面作出了重大的贡献,有力地推动了量子物理学的发展。由于这些贡献,狄拉克享有崇高的声誉。继1933年获得诺贝尔奖金之后,他又于1939年获得英国皇家学会最高奖章,1952年获皇家学会Coply奖章,1968年获Oppenheimer奖章,得到了一系列极高的荣誉。     

试论科学抽象形式及相对论的创立

相对论是阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)本世纪初的伟大发现。他的挚友英菲尔德(L.Infeld)说:爱因斯坦少年时期就曾想过,若有人跟着光线跑并努力赶上它,会发生什么?一个人关在自由落体的升降机里,又会发生什么?带着这些问题,他刻苦钻研,经过“十年沉思”,1905年发表《论动体的电动力学》,提出狭义相对论;两年后设计升降机“实验”,又经历八年思索到1915～1916年才宣告广义相对论诞生,初步建立起相对论的理论体     

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。     

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。     

2001年度诺贝尔物理学奖评介实验证实碱金属气体中的玻色-爱因斯坦凝聚

瑞典皇家科学院将2001年诺贝尔物理奖授予美国科学家威曼(C.E.Wieman)、康奈尔(E.A.Comell)和德国科学家克特勒(W.Ketterle),以表彰他们在实现玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)工作中做出的突出贡献.     

爱因期坦对统计物理学的贡献

大家都知道爱因斯坦创立了相对论,这是二十世纪物理学的两个伟大学说之一。但是,除了物理学工作者外,较少人知道爱因斯坦同时也是二十世纪物理学中第二个伟大学说量子论的重要创始人之一,而量子论与统计物理学有很密切的关系。实际上,爱因斯     

低维高温超导的启示:键收缩与电子双重极化

经典的Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理论[1～3]认为,费米面附近的电子通过电声耦合作用形成具有玻色子特征的库珀对,即玻色-爱因斯坦凝聚.库珀对在低温条件下相互协调,实现在品格内无阻输运.虽然BCS理论能够很好地描述临界温度TC低于30K的金属或合金的常规超导行为,但是却不足以解释于198...     

爱因斯坦和量子力学

相对论和量子力学是现代物理学的两大支柱。爱因斯坦独自创立相对论已举世公认,但爱因斯坦对量子力学的贡献在流行的观点看来却无甚地位。《爱因斯坦和量子力学》一文从科学史角度阐明,爱因斯坦对作为量子力学基础的矩阵力学、波动力学、测不准关系和几率波解释的建立是作出了巨大贡献的。此文有助于读者了解爱因斯坦对量子力学建立所作出贡献的有关情况,以及爱因斯坦为寻求整个物理学的共同基础所作出的努力。本月14日是爱因斯坦诞生105周年,特刊此文,以志纪念。     

玻色—爱因斯坦凝聚（BEC）的实现和研究进展

1995年下半年,美国有三个小组分别在铷((~87)Rb)、锂(~7Li)和钠(Na)原子蒸气中实现了爱因斯坦在70年前所预言的玻色-爱因斯坦凝聚.实验上的这一突破,轰动了整个物理界,并在世界上掀起了研究的高潮.这一领域的研究,将使人类在理解物性和开发新应用方面打开新的希望之路.     

我们需要粒子加速器的10个理由

<正>物理学家想要通过粒子加速器来解决物理学的一些根本性问题:我们的宇宙是如何诞生的,为什么物体拥有质量等等。但粒子加速器是什么?它是不是离我们很遥远?这么高大上的设备,跟我们又有什么关系呢?粒子加速器(Particle Accelerator)的体积通常极为庞大,位于美国芝加哥附近的费米实验室的万亿电子伏加速器(Tevatron)周长为6千米,而欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)的周长则是它的4.5倍。它不但体型巨大,而且造价极其昂贵。     

万物皆数——从几何化到数学化

"万物皆数",是古希腊毕达哥拉斯学派的重要思想,据说是毕氏等首先从音乐和声规律以及天体运动中总结而成.这种观点自近代至现代都不乏传人,从开普勒、莱布尼茨到爱因斯坦、狄拉克,每次都较过去达到了更为深入的理念和层次.如今,物理学在追求"终极理论",万物皆数再次引起关注.     

时间为何不同于其他维度?

似乎所有人都知道时间的特殊性,但物理学——迄今最精密、最成功的科学怎么处理它?梳理2000多年来物理学的基本运动理论的发展,一个初步的脉络呈现在我们面前.亚里士多德认为时间维度与空间维度是互不影响的,空间维度可能更为重要——天上和地面的运动规律是不一样的.牛顿引入绝对时间与绝对空间的概念,在经典力学中时间维度是与空间维度地位平等的.牛顿提出三大运动定律以后,物理学的基本运动理论一分为三:爱因斯坦的(狭义)相对论力学、量子力学和演化力学.三个力学理论分别引入一个普适物理常数:真空中光速c、普朗克常数h和玻尔兹曼常数k,各自界定了对物理世界认识的一个极限:光速不变性、不确定性和不可逆性.对时间的认识也一分为三:量子力学基本沿用经典力学的时间概念;基于相对论,力学时间与空间统一了,可以在一定程度相互转换,但基本的时序是相对性不变的,时间与空间有所不同;基于热力学第二定律和耗散-涨落定理所代表的不可逆性,演化力学给予了时间一个特别地位.这些显然还不是最后答案.三种普适力学若是统一,以后时间的作用怎样?     

光学领域里的一对奇葩--介绍2005年诺贝尔物理学奖

2005年诺贝尔物理学奖授于了光学研究领域里的两项原创性工作:1963年美国物理学家罗伊·格劳伯(R.J.Glauber 1925～)提出的"相干性量子理论",以及1983年美国物理学家约翰·霍尔(J.L.Hall.1934～)和德国物理学家特奥多尔·亨施(T.W.Hansch.1941～)利用激光的特性对精确测量技术所作的发展.近些年来诺贝尔物理学奖频频惠顾光学研究领域,如2001年诺贝尔物理学奖授予了从事玻色-爱因斯坦凝聚的相关研究、1997年诺贝尔物理学奖授予华裔科学家朱棣文从事的激光冷却和俘获原子的方法研究.这是因为该领域的研究成果往往与最新、最先进的技术发展联系紧密,另一方面,这些高新技术的发展恰恰又建立在这些非常基础的理论研究之上.     

哈密顿原理——科学美学的瑰旨琦意

物理学中最基本的原理是什么?哈密顿原理。名量子物理学家狄拉克曾十分推重这条原理。因为它具有普适性，也就是说，它反映了物理学各不同理论的同一性。不论是牛顿力学、麦克斯韦电动力学、玻尔兹曼统计力学，还是狭义相对论、广义相对论，抑或量子力学以及一些量子场论，它们的核心方程，     

谁成就了爱因斯坦

今年是爱因斯坦逝世50周年,也是狭义相对论发表100周年.爱因斯坦在科学上的贡献是世人皆知的.相对论的发表标志着科学发展的一个新纪元.但是科学的发展是众多科学家探索的结果,同样,爱因斯坦的成就也是建立在前人研究成果之上的.那么,谁对爱因斯坦有过重大影响呢?伽利略的相对性原理,马赫的一切运动都是相对的理论,对爱因斯坦建立相对论都起到过很大的作用.还有两个人的贡献也是不可磨灭的.一个是洛仑兹,一个是迈克尔逊.但是这两个人不仅没有创立相对论,而且直到去世也不认可相对论.