分子阿秒超快动力学精密测量与调控

少周期飞秒脉冲激光和桌面化极紫外阿秒光源的发展为在原子分子层面探究电子和原子核超快运动提供了飞秒到阿秒时间尺度的探测标尺。围绕双光子干涉阿秒拍频重构技术、阿秒条纹相机技术、阿秒钟技术以及阿秒瞬态吸收光谱技术等不同的阿秒测量谱学方法，主要梳理了飞秒和阿秒光脉冲在分子电离解离超快精密测控领域的最新进展，探讨了分子化学键断裂重组过程中的电子跃迁、电荷转移、电子-电子关联、电子-原子核振转耦合等超快动力学行为。     

超快速测量实验方法研究

电子显微镜和扫描隧道显微镜使人们能看到原子尺寸的微观世界图像, 极大地促进了化学、生命、材料、表面等学科的发展. 通过提高时间分辨率, 利用特定能量的飞秒和阿秒X射线脉冲来探测超快速化学反应, 如光合作用、DNA和蛋白质分子的合成和分解过程, 已经成为科学发展的前沿研究领域之一. 经过多年的探索, 作者在有关超短X射线脉冲产生(发光)、超快速测量(时间分辨率达到飞秒量级, 1 fs = 10^-15 s, 即1千万亿分之一秒, 和阿秒量级, 1 as = 10^-18 s, 即100亿亿分之一秒)等前沿领域取得了一些原创性的研究成果, 发现了原子在强激光场中产生飞秒和阿秒X射线脉冲的发射特性(即激光相位与X射线光子能量之间的关系), 揭示了发射特性的激光脉冲宽度依赖性和载波-包络相位(CEP)依赖性及其180°周期结构, 在理论上计算出了飞秒和阿秒X射线光电效应的量子增强现象及光电子能谱的干涉图像等. 提出了测量和应用CEP的新方法, 建立了应用于超快速测量的光电子能谱相位确定法, 找到了重建脉冲时间结构的光电子能谱微分变换方程、积分变换方程和比例变换方程. 利用这些先进的方法和变换方程, 能极大地提高超快速测量的实验效率和时间精度(理论均方根时间偏差为2 as). 这些研究成果为超快速测量实验研究和分子电影技术的发展奠定了重要的理论和技术基础.     

多电子动力学的强场调控与阿秒探测

作为一种新型的超短极紫外/软X射线相干光源,阿秒脉冲推动了物质科学的新发展.它使得人们可以深入物质内部,对各种原子尺度的微观过程,以电子运动的自然时间尺度(1 as～10-18s)实现前所未有的时空分辨和超快调控.阿秒脉冲的产生和应用与强激光脉冲驱动的物质内电子亚周期的超快动力学密切相关.对其的研究,有助于在时域、相位...     

基于固体等离子体的阿秒高次谐波产生理论与实验进展

自从2001年首次产生并测量了阿秒(attosecond,1 as=10-18 s)脉冲之后,高次谐波和阿秒脉冲在原子分子物理、材料科学等领域得到了广泛的应用.但是,由于气体高次谐波方法产生的阿秒脉冲效率较低,阿秒脉冲能量受限,限制了阿秒时间动力学研究的探测方式(目前主要是IR(infrared)+XUV(extrem...     

对岩石本构关系中的新认识

在单轴压缩下,对济南辉长岩样品以六种不同的恒变形速率(0.8×10~(-3)/s、0.6×10~(-4)/s、1×10~(-5)/s、0.7×10~(-6)/s、1.6×10~(-7)/s、2.7×10~(-8)/s)压缩直至破坏。得到了辉长岩在不同恒变形速率下的应力(σ_1)-应变(ε_1)和体应变(ε_V)曲线。从σ_1-ε_1、ε_V曲线表明:当变形速率由10~(-3)/s降到10~(-8)/s时,辉长岩的强度降低了23％。岩石体积的非线弹性膨胀的起始压力C_0~′(σ_2=σ_3=0)为常量。当σ_1>C_0~′时。岩石轴向应变ε_1和体积的非线弹性膨胀量D,除了具有随轴向应力σ_2的增大而增大外,     

在蛋白质的分子间有非线性相邻相互作用时所激发的孤立子的特性

众所周知,不久前我们提出的在蛋白质分子中生物能量与信息传输的新理论较原来的Davydov理论更适合和更接近蛋白质。例如由我们理论得到的孤立子的能量(大约为13—36cm~(-1)),孤立子在310K时的寿命(大约为10~(-9)—10~(-8)s)和由这孤立于导致的比热(C_v=A+BT,线性比热C_1=10~(-3)J/gK~2)等是基本上分别与蛋白质的红外和Raman谱的实验值(15cm~(-1)),Austin的微微秒自由电子激光实验值(大约10~(-10)s)和Mrevishvil与Goldanskii等人测得的比热结果(C_v=a+rT和C_1=10~(-3)J/gK~2)是一致的。这些结果表明我们的理论取得了一定成功,是可信任的。导致这个较好结果的原因是我们重新认识了     

分子超快行为精密测量与控制

分子是组成物质的基本单位,揭示分子内部的动态演化过程是理解宏观物理机制、实现有效调控不可或缺的手段。在超快激光技术和符合探测技术飞速发展的驱动下,人们获得了观测分子内部超快动力学过程的有力工具。技术的不断革新将分子超快动力学的研究推向新的科学前沿。     

封面说明

正阿秒(10~(-18)s)光源是21世纪新兴的光源,是目前人类所能掌握的具有最短时间宽度的脉冲光源,是目前唯一同时具有纳米空间分辨率和阿秒时间分辨率的全相干光源.阿秒光源的应用覆盖了物理、化学、生物、材料、能源、超快信息等领域.利用阿秒光源的超高时间分辨率,可以对微观超快过程进行跟踪拍照,从根本上揭示这些领域的微观机理,为它们提供原始创新驱动力.     

2091铝锂合金电致高速超塑性研究

超塑性研究发展至今,正面临着三个主要技术难关的挑战:1)超塑性变形速度慢,大多数合金呈现超塑性的应变速度范围是10~(-4)—10~(-3)s~(-1);2)空洞问题,它涉及到超塑性成形件的机械性能;3)变形温度高(～0.5T_m),这牵涉到能耗及模具消耗.本文主要就第一个问题探索一下新的解决途径.现有超塑性理论认为提高合金的超塑性变形速度就必须更进一步地细化晶粒(∝1/d~2),而目前的超塑性预处理工艺,无论是形变热处理还是循环热处理工艺对合金晶粒的细化能力     

四间羟基苯基二氢卟酚用于光动力疗法高活性的一种解释

四间羟基苯基二氢卟酚(meso-tetrahydroxylphenylchlorin, m-THPC)是近期用于前期临床试验的最为有效的一种光疗药物. 采用电子自旋共振(ESR)技术、荧光猝灭实验和循环伏安法研究了m-THPC的氧化还原性质, 得到了其产生单重态氧的量子产率为φ(1O2) = 0.40, 氧气、甲基紫精(MV2 ), 蒽醌 (An)对其荧光的猝灭速率常数分别为kq (O2) = 1.46(1010 mol-1·s－1, kq (MV2 ) = 5.51×109 mol－1·s－1, kq (An) = 7.81×109 mol?－1·s－1. 在乙腈中, 测得其氧化电位为 0.62 V(vs. NHE). 以上的研究结果都表明m-THPC比起现有的光疗药物photofrin, 其给电子能力(还原能力)和产生超氧负离子自由基的能力强得多. 有理由认为,Ⅰ型机制有可能在其光疗过程中起到了很大的作用.     

阿秒脉冲产生的技术原理及进展

随着超短脉冲激光技术的快速发展,人们观察超快动力学的视野从飞秒领域跨入到阿秒领域.由于电子绕氢原子核转1圈的时间大约为1.5×10-16 s,即150 as,因此阿秒激光脉冲的出现为人类提供了打开原子内部动态世界大门的钥匙,成为21世纪激光物理与技术最重要的进展之一.经过多年的不断创新和突破,阿秒脉冲产生技术从最初只能...     

Lienard方程零解的全局渐近稳定性

本文研究Lienard方程 x+f(x)x+g(x)=0 (1)的零解的全局渐近稳定性问题。已知的结果请参看文献[1—4]。以往大都采用Liapunov第二方法研究这个问题,而本文则采用Filippov变换的方法。所得结果包括已有的结果作为特例。本文总设 (ⅰ) f,g:R→R连续,xg(x)>0,x≠0。记F(x)=integral from n=0 to x f(s)ds,G(x)=integral from n=0 to x g(s)ds。令F_+(x)=max{O,F(x)},F_(x)=max{O,-F(x)},Γ_+(x)=integral from n=0 to x (1+F_+(s))~(-1)g(s)ds,Γ_(x)=integral from n=0 to x(1+F_(s))~(-1)g(s)ds,     

飞秒相干反斯托克斯Raman光谱技术与细胞识别的Raman光谱显微探针技术

飞秒相干反斯托克斯Raman光谱技术高分辨率飞秒相干反斯托克斯Raman光谱(CARS)的研究涉及非线性光学、激光光谱学、超快激光技术、量子光学、原子分子物理学及计算机优化控制理论与技术等学科领域。基于超快脉冲激光的整形、放大和压缩技术,利用飞秒整形激光脉冲与特定量子体系相互作用,产生非线性光学相干反斯托克斯Raman光谱(CARS),实现特定Raman模的选择相干抑制或增强,提高了Ra-man光谱的灵敏度、选择性、频谱分辨率和空间分辨率等,可望为材料科学和生物医药等领域的研究提供全新的技术和方法。Raman光谱技术是研究材料、生物医药…     

用加速器质谱法研究低剂量抗蚜威的基因毒性

1990年以来,美国Lawrence Livermore国家实验室的许多研究报道显示,加速器质谱技术(AMS)在定量研究微量毒物与生物大分子加合方面具有广泛的应用前景.例如,他们首次成功地用加速器质谱技术,探测研究了致癌物2-氨基-3,8-二甲基咪唑-(4,5-f)喹喔啉(MeIQx)与DNA的共价结合.其探测灵敏度极高,可达每10~(11)～10~(12)核苷酸一个加合.近年来,AMS在生物医学领域的应用已引起人们的广泛关注.我们可以预言,近年内此类研究将迅速增加,特别是在环境剂量水平的药物和化学物质的基因毒性及危险性评估方面.     

高温超导体的超快光谱学

高温超导机理至今仍是物理学的未解之谜,是凝聚态物理学皇冠上的明珠.在众多以光学手段研究超导体的方法之中,超快光谱是最精湛的观测方法之一和最强有力的调控手段之一.它能够在电荷、晶格、自旋、轨道等自由度与超导体全方位地相互作用,并能探测其激发态,能够在准粒子的超快过程、晶格相干性的调控、电子-声子耦合强度的观测、界面超导体系的探测等方面实现一些其他实验方法所不能实现的研究.本文结合具体实例介绍高温超导体的超快动力学和超快光谱学的进展,展示该方法在准粒子激发态、玻色子相干态、激光诱导的超导、界面超导等研究中的特色和独到优势,并对该领域进行展望.     

关于Riemann曲面长度谱的一个猜想

设s_0是一个给定的紧致Riemann曲面,其亏格为g,g>1,对于任意一个亏格为g的紧致Riemann曲面s及任意一个保向同胚f:s_0→s,称偶(s,f)为一个标记Riemann曲面。两个标记Riemann曲面(s_1,f_1)与(s_2,f_2)被称为等价的,如果存在一个共形映射φ:s_1→s_2同伦于f_2(?)f_1~(-1)。将(s,f)的等价类记为[s,f],全体这种等价类组成了Teichm(?)ller空间T_g.     

CaBi_2Nb_2O_9的软模行为的研究

含铋层状结构化合物是一种高温铁电体,其化学结构通式为(Bi_2O_2)~(2 )(A_(m-1)B_mO_(3m 1)~(2-),其中A代表Bi,Pb,Ba,Sr,Ca等离子,B代表Ti,Nb,Ta,W等离子,M=1-5.CaBi_2Nb_2O_9是含铋层状结构铁电体中的一员,其m=2.它的晶体结构是一层(Bi_2O_2)~(2 )和两层(A_(m-1)B_mO_(3m 1))~(2-)类钙钛矿结构的(CaNb_2O_7)~(2-)交替叠合而构成的.在室温下,它的晶体结构是正交相,原胞参数为:a=5.39(?),b/a=1.006,c=25.15(?).高温X光衍射结果表明,它在625℃发生一个由四方到正交结构的相变.介电常数的测量说明它是一个居里常数非常小的铁电体.     

多壁碳纳米管修饰碳糊电极阳极吸附伏安法测定痕量锆

制备了多壁碳纳米管(MWCNT)修饰碳糊电极, 并研究了锆-钙-茜素红(ARS)异多核络合物在该电极上的阳极吸附伏安行为. 该方法用于锆的测定具有较高的灵敏度和较好的选择性. 在极谱分析仪上采用二阶导数线性扫描伏安法进行分析, 在0.128 mol·L^-1氨基乙酸和0.048 mol·L^-1邻苯二甲酸氢钾缓冲液(pH 4.0)中, 在200 mV富集60~120 s, 从200~1200 mV以200 mV·s^-1的速率线性扫描, 络合物吸附在修饰电极表面, 于840 mV (vs. SCE)处产生一灵敏的溶出峰, 为络合物中配体茜素红的氧化所产生. 络合物的峰电流与锆的浓度在6.0×10^-12 ~ 6.0×10^-11 mol·L^-1(富集时间120 s), 6.0×10^-11 ~ 2.0×10^-9 mol·L^-1 (富集时间90 s)和2.0×10^-9 ~ 1.0×10^-7 mol·L^-1(富集时间60 s)范围内分三段呈良好的线性关系, 检出限(S/N = 3)为2.0×10^-12 mol·L^-1(富集时间180 s). 方法用于岩矿样品中痕量锆的测定, 结果满意.     

关于无限时滞泛函微分方程解的一致有界性

本文研究具无限时滞的泛函微分方程x~τ=f(t,x_τ) (1)其中x∈R~n,f:[O,∞)×C_g→R~n,C_g为(1)式的相空间,其定义如下:C=(?)((-∞,O],R~n)表示由(-∞,O]到R~n的连续向量函数的全体.函数g:(-∞,O]→[1,∞)连续且非增,并满足g(O)=1,g(-∞)=∞.C_g={(?)∈C|(?)/g一致连续,且sup|(?)(s)|/g(s)<∞}.s≤O对于(?)∈C_g定义     

关于一类E_3的极限环

我们考虑平面自治系统在特殊情况,例如a=-8,p=8\3,q=r=s=0,系统(1)可得出van der Pol方程。系统(1)的有限部分的奇点(0,0),当-2相似文献