中高能重离子碰撞中奇异粒子产生和超核形成机制

中高能重离子碰撞可以形成大于饱和密度的核物质状态.高密核物质中奇异粒子成分影响核物质状态方程.重离子碰撞是产生丰中子超核的唯一途径.本文评述了中高能重离子碰撞中奇异粒子研究最新进展,讨论了在我国强流重离子加速器(HIAF)上开展核物质状态方程和丰中子超核研究的可行性.基于兰州量子分子动力学模型,以反应系统~(58)Ni+~(58)Ni和~(197)Au+~(197)Au为例,分析了阈能附近奇异粒子产生动力学和高密核物质状态方程;系统研究了Λ超核形成动力学机制并给出了超核的质量、电荷、动能分布和动能谱;讨论了核物质状态方程和碰撞中心度对奇异粒子产生和超核形成的影响.研究结果表明,K介子在高动能部分产额可以提取高重子密度下核物质状态方程;Λ超子与核子相互作用势会影响超核的形成,如吸引的相互作用势有利于超核的形成;重离子碰撞有利于形成轻质量区超核并且碰撞中心度对超核的形成有重要影响.     

介观尺度下界面特性的格子Boltzmann方法模拟

利用宏观热力学理论分别导出van der Waals, Redlich Kwong和Redlich Kwong Soave状态方程的介观粒子相互作用势, 发现均与Lennard-Jones势十分相似. 为考察介观尺度下界面特性, 将自由能泛函引入到单组分多相格子Boltzmann模型中, 通过对不同状态方程控制的饱和密度曲线以及界面密度梯度的模拟, 准确地再现了平衡态热力学特性. 通过对单组分相变过程的模拟, 结果显示该过程是气泡的长大过程, 且在特定温度下, 相分布图最终趋于平衡; 得到了体积自由能、界面能量系数等考察界面特性的非平衡态热力学特性参数, 这些参数均遵循不可逆热力学理论.     

相对论重离子碰撞中正反粒子椭圆流的劈裂

相对论重离子碰撞是研究极端高温高密条件下新物质形态及量子色动力学相图的重要实验手段,而椭圆流是相对论重离子碰撞的重要实验观测量.近年来在美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机上进行束流能量扫描实验,研究人员发现了一些异于极端相对论重离子碰撞的行为,比如正反粒子椭圆流的劈裂.基于拓展的多相输运模型,可以通过正反粒子的不同平均场势来解释该实验现象,并可据此提取高重子及同位旋化学势下夸克物质的状态方程及相图信息.     

具有SGⅡ型相互作用的对称核物质的声速

在中、高能重离子碰撞中,核物质的状态方程(EOS)起重要作用。但是,如Osnes和Strottman、苏汝铿和郭子斯所指出,如果将通常核理论中常用的有效相互作用,如Skyrme势推广到高温高密度情况,则由此给出的EOS将出现严重困难.比方由EOS出发算得的声速v将大于光速c。这表明Skyrme势等有效相互作用不适用于高温高密度。在文献[3]中,我们提出了改造Skyrme势以克服超光速困难的方案。     

高压下固态氦中原子势的软化机理

近期的高压状态方程测量已证实,与原子束散射技术或精确量子力学计算方法所确定的氦原子对He-He间排斥势相比,高压下固态氦中原子间等效排斥势要弱得多。对凝聚态条件下引起原子势软化的机理,人们曾作过理论尝试。如LeSar曾研究过压缩状态下由原子中电子云收缩效应引起的软化现象,Loubeyre考虑过三原子关联引起的软化现象。这些工作之所以未能满意地预言更高压力范围的测量结果,原因是他们对高密度条件下多原子间复杂的关联作用缺乏全面的理论描述。本文提出一种孤立原子简单堆积方法,通过完全的量子力学计算研究压缩固态氦中原子势对邻近原子的依赖关系,并揭示原子势软化机理。     

有限尺度效应对森林火灾模型自组织临界性的影响

以经典森林火灾模型为基础,研究了有限尺度效应（finite-size effects）对平均火灾面积、火灾发生频率以及临界状态时的森林密度、森林形态等的影响.在森林尺度远大于森林相关长度的前提下,保持森林尺度L,点火概率f和种树概率p等参数不变,将森林等分成N×N个尺度为L/N的子块.通过将N的值从1逐渐增加、森林子块的尺度逐渐减小,模拟和分析了有限尺度效应.在森林子块尺度小于森林相关长度的条件下,发现了一类新的现象:单峰的有限尺度效应.提出“隔离性能” 的概念,用以表示火灾通过子块边界的难易程度,分析了隔离性能对有限尺度效应的抑制作用.研究“有限尺度效应”和“隔离性能”及两者间的定量关系可以对真实森林中防火隔离带的设置和森林火灾的防治起到一定的指导作用.     

2007年度诺贝尔物理学奖评介 巨磁电阻效应的发现和应用

人们一般把磁性金属和合金的电阻随磁场大小而改变的现象称为磁电阻效应.磁电阻效应的大小通常用[ρ(H)-ρ(O)]/ρ(O)×100%来衡量,其中ρ(H)和ρ(O)分别是有磁场和无磁场时的电阻值.磁电阻效应,早在1857年就被英国的开尔文(L.Kelvin)发现了.不过,这种改变的幅度并不大,通常只在1%到2%之间.     

基于Gogny相互作用的壳模型计算

在壳模型的框架下引入了密度依赖的Gogny相互作用以研究有限核的核结构性质.文中详细地讨论了密度依赖核力的性质和在壳模型中的运用.通过迭代求解的方法可以得到任意模型空间下的两体矩阵元和单粒子能.经过p壳和sd壳的计算我们发现Gogny相互作用可以在跨度较大的核区内有效计算能谱和结合能等核结构信息.并且在各套Gogny参数中D1S的表现最好,与实验数据进行对比能给出很好的计算结果.     

有限厚盘星系的旋臂结构

我们曾假定了密度扰动为ρ_1(r,Z)=ρ_1(r,0)e~(-α|Z|)的情况下,求出了泊松方程的扰动引力势解。本文首先研究了物质盘的响应,并作出了银河系的旋臂图样。另外,我们知道旋涡星系具有一定宽度。徐遐生等人用星系激波的模型来说明旋臂的宽度。本文从密度波理论出发,提出了另一种说明。因为盘星系实际上存在一厚度,它将影响平面上的物质分布和运动,这种影响对不同高度将不同。因此在不同高度处的波数k随r的变化也将不同,即不同高度处的旋臂图样不一样。但实际看到的星系旋臂是不同高度处旋臂图样的叠加,这导致旋臂有一定的宽度。我们以银河系为例,采用了史密特模型,求出了银河系不同高度处的旋臂图样,这些图样的叠加宽度与观测结果是相符合的。     

EuO的非相对论与相对论非局域密度泛函计算

稀土化学研究一直是实验和理论化学家感兴趣的课题.理论计算由于必须考虑相对论效应和相关能校正而变得非常复杂,迄今为止对稀土化合物的精确理论计算还相当少.人们相继发展了多种相对论计算方法,其中相对论膺势法和相对论密度泛函方法是用于含重元素体系精确计算的最有效方法.密度泛函方法已成功地用于计算小分子、过渡金属络合物的结构常数、解离能、振动频率等性质,但还未用于稀土化合物的精确计算.我们用高精度的高斯数值积分方法和成熟的密度泛函非局域交换-相关势建立了一个非相对论与完全相对论密度泛函高精度计算程序(NR/R-DFT),并用Ziegler的广义过渡态法使总能量计算精度达到8位有效数字,满足一般量子化学计算的要求.本文报道EuO的理论势能曲线和由此得到的分子常数,并讨论相对论效应对分子常数的影响.     

有限振幅超声波在生物组织中传播的非线性效应

有限振幅超声在生物组织中传播时将出现非线性效应。对在生物医学超声频率和强度范围下的有限振幅超声波在生物组织中传播的非线性效应进行理论预言和实验研究,结果表明：由于非线性效应存在,使得超声效率因子、有效传播距离较小,声衰减系数增加,理论曲线和实验结果基本吻合,说明用有效传播距离和效率因子可以定量描述非线性效应对有限振幅超声波在生物组织中传播的影响。     

关于交错群的特征性质

用“阶”来刻划群是一个很有意义的工作。我们已用群阶和元的阶之集给出了交错群A_n的特征性质。这里再用有限单群分类定理给出A_n的两个新刻划: 定理1 设G为有限群,如果对于任意质数p都有,其中那么G(?)A_n。 定理2 设G为有限群,r_n为不大于     

由星族Ⅲ加热的尘埃所引起的宇宙微波背景谱的畸变

1983年,Matsumoto等人报道他们在2—5μm波段探测到了一个红外背景辐射。如以临界密度为单位(如H_0=50h kms~(-1) Mpc~(-1),临界密度ρ_(erit)=5×10~(-30)h~2gcm~(-3)),其密度为Q_R～10~(-4)h~(-2)。这个红外背景是温度～1500°K的近似黑体谱,Carr,Mcdowell和Sato在文献[2]中讨论了用恒星或者黑洞都能解释Matsumoto等人发现的红外背景辐射。如果是恒星的话,它们很可能是开始形成时红移在40≤Z_*≤150之间,密度参数Q_*～1,质量在10~2—10~5M。范围内的星系前大质量恒星VMO_s。如果是黑洞的话,它们必须是密度参数Q_B～0.1     

跨接比容平移立方型状态方程及其高阶跨接函数

临界点是气液共存的最高温度和压力状态.在临界点,相界面消失,流体的热力学性质遵循渐近奇异性和标度律.状态方程是描述流体热力学性质的重要工具.经典的状态方程可以准确地描述远离临界点温度、密度区域内的热力学性质,但在临界点失效,不能正确地再现热力学性质所遵循的渐近规律.重整化群理论给出了临界点物理规律的严格描述,但仅适用于极接近临界点的区域.跨接方法以半理论的方式将适用于临界点的重整化群理论和适用于远离临界点温度、密度区域的经典热力学性质模型连接起来.本文基于Kiselev跨接方法,以甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、正戊烷、正己烷、二氧化碳为例,建立了跨接比容平移(volume translation, VT)SoaveRedlich-Kwong(SRK)状态方程.跨接函数决定了跨接状态方程从临界奇异性恢复为经典规律的收敛特性.本文比较了采用2～8阶跨接函数的跨接VTSRK状态方程的不同表现,探究了跨接函数的阶数对跨接状态方程热力学性质计算精度的影响,分析了各阶跨接函数在远离临界点时的收敛行为.研究发现,采用3阶跨接函数的跨接VTSRK状态方程综合性能最优.本文提出,跨接状态方程应当根据流体和经典状态方程的特性选取恰当的跨接函数阶数,从而以较少的可调参数同时实现近临界区和远离临界点区域高精度的热力学性质描述.此外,由本文跨接VTSRK状态方程确定的临界指数值与由重整化群理论决定的真实值非常接近;而由经典的SRK状态方程计算的临界指数为由平均场理论决定的经典值,与正确的临界指数值有很大的偏差.     

关于黎曼空间的一类共形映照

对于二黎曼空间(M,g)和((■),(■)),若它们的度量张量满足其中ρ是x的任一纯量函数,则我们称M和(■)之间的这样的对应为共形映照。如所知,共形映照(1)为保圆映照的充要条件是函数ρ满足微分方程     

一种异步计数器的设计方法

数字电子技术中,设计一个时序电路的关键是根据状态转换图求出其状态方程和触发器的激励方程.异步计数器电路中,各触发器的时钟端不是连接在一起的,因而,要想由状态转换图求出各个触发器对于各自本身时钟的状态方程是比较困难的.在一般的数字电路文献中给出了求解方法,但比较繁琐,也不容易掌握.笔者在分析异步计数器电路时,提出了时钟变量的概念和求解方法,并导出了以统一外时钟为基准的各触发器的状态方程.利用这种状     

压力对高分子液-液相转变行为的影响

高分子研究在实际应用和基础研究方面不断发展, 压力对高分子转变行为的影响越来越受到人们的重视. 在理论研究方面最成功的处理方法是把自由体积和体系的自由能或状态方程结合在一起, 从而定量地推导出不同压力下的临界温度和χ(Flory-Huggins 相互作用参数), 代表性的结果为Sanchez-Lacombe状态方程和SAFT状态方程; 大多数实验结果表明高分子体系的临界温度随压力的增加而升高, 即对于在降低温度时发生相分离的UCST高分子混合体系升高压力会降低体系的相容性, 而对于LCST体系(高分子混合体系在升高温度时发生相分离)压力能提高高分子体系的相容性. 我们最近就压力作用下具有UCST行为的高分子体系实验结果发现, 有的体系相分离温度随压力增加而升高, 有的体系随压力增加而降低, 还有的体系随组成的不同既有升高也有降低的现象, 我们根据实验现象结合Sanchez-Lacombe 格子流体理论对这一实验现象给出了理论解释.     

基于相变过程的格子Boltzmann模型及应用

基于SC模型提出了一种新的描述气液相变过程的格子Boltzmann模型. 通过对单组分相变过程的模拟, 验证了该模型的正确性. 通过对vdW流体的模拟以及与Maxwell构建原理的对比, 发现相对于SC和Zhang模型, 新模型能够得到与理论解相近的结果, 计算产生的最大伪速度介于SC和Zhang模型之间, 但扩大了温度的变化范围, 提高了模型的最大分离密度比, 使得新模型计算更加稳定, 适用范围更加广泛. 根据工程热力学中的对比态原理, 以工程中常用氨和水两种工质为例, 利用新模型分别模拟不同状态方程控制下的相变过程, 并与实验值进行了比较, 结果表明P-R状态方程更加适合描述氨和水等物质的相变过程, 特别地, P-R状态方程模拟结果与氨的实验值更加接近, 结果具有重要工程意义.     

水溶液势对丙氨酸电子结构影响的模拟

使用基于密度泛涵理论的第一性原理计算方法, 模拟了水溶液对丙氨酸电子结构的影响并构造了偶极子等效势. 计算过程分为三步: 首先用“自由团簇计算法”计算了丙氨酸和水分子系统总能量最低的几何位形; 然后基于这一位形, 再由“团簇埋入自洽计算法”得到了水分子外势下丙氨酸的电子结构; 最后用偶极子代替水分子, 并重新计算了丙氨酸的电子结构. 在第三步工作中通过调节偶极子使得丙氨酸电子结构与第二步中水分子外势下的电子结构尽可能地接近. 计算结果表明, 水溶液对丙氨酸电子结构的影响主要是使来自甲基的电子态升高了约0.14 Ry, 使其余各电子态升高了约0.059 Ry, 并使费米面上能隙变宽25%. 偶极子势较好地模拟了水溶液对丙氨酸电子结构的影响. 这将会有效地减少以后的计算量.     

可压缩的Navier-Stokes方程解的存在性

本文考虑如下形式的n维可压缩流体的Navier-Stokes方程(n≥2): (?)_tρ+sum from j=1 to n((?)_j(ρu_j))=0, (?)_tu_i-sum from j=1 to n(ρ~(-1)[μ(?)_j((?)_ju_j+(?)_iu_j)+μ′(?)_i(?)_ju_j])=-sum from j=1 to n(u_j(?)_ju_i-ρ~(-1)(?)_iP(ρ),(1) ρ|_(t=0)=(?)+(?)_0(x),u|_(t=0)=u_0(x),其中t≥0,x=(x_1,…,x_n),ρ为密度,u=(u_1,…,u_n)为速度,μ,μ′为粘性系数,P(ρ)为压力,为一常数,用|·|_s表示Sobolev空间范数。有如下结论: