中能重离子束深度剂量分布计算

根据中能重离子束与靶物质相互作用的特点, 提出了进行中能重离子束深度剂量分布计算的方法. 与高能离子束中弹核碎裂为主要因素和低能离子束中能量歧离是惟一因素相比, 中能离子束深度剂量分布的计算包括了随贯穿深度增加而增加的能量展宽和一个简单的弹核碎裂假设. 计算了中能碳离子束和氧离子束的相对深度剂量分布, 并将它们同实验测量结果进行了比较, 计算得到的Bragg曲线在Bragg峰的上游和下游与实验测量相符合. 由于计算和实验条件的限制, Bragg峰区计算与实验结果出现了偏差, 但在实验误差范围内计算值与实验测量值基本符合. 细致分析了造成这一偏差的原因, 并给出了由于这些原因带来偏差的幅度.     

中能重离子束深度剂量分布计算

根据中能重离子束与靶物质相互作用的特点，提出了进行中能重离子速深度剂量分布计算的方法。与高能离子束中弹核碎裂为主要因素和低能离子束中能量歧离是惟一因素相比，中能离子束深度齐量分布的计算包括了随贯穿深度增加而增加的能量展宽和一个简单的弹核碎裂假设。计算了中能碳离子束和氧离子束的相对深度剂量分布，并将它们同实验测量结果进行了比较，计算得到的Bragg曲线在Bragg峰的上游和下游与实验测量相符合。由于计算和实验条件的限制，Bragg峰区计算与实验结果出现了偏差，但在实验误差范围内计算值与实验测量值基本符合。细致分析了造成这一偏差的原因，并给出了由于这些原因带来偏差的幅度 。     

科学计算与物理、化学及材料科学

科学计算已成为与理论研究、实验研究相并列的三大科学研究方法之一,是理论研究和实验研究中不可或缺的部分。计算科学的发展还推动了计算物理、理论化学和材料设计等分支学科的发展。科学计算是一个与数学模型构建、定量分析方法以及利用计算机来分析和解决科学问题相关的研究领域。近年来,由于计算机技术的高速发展,运算能力和运算速度极大提高,使得科学计算逐渐成为与理论研究、实验研究相并列的三大科学研究方法之一,而且科学计算也成为理论研究和实验研究中不可或缺的部分。不仅如此,计算科学的发展还直接推动了计算物理、理论化学和材料设计等分支学科的发展,并在向生     

金属材料中量子振子能量与几个物理量之间的关系

本世纪物理学的主要目标之一是:根据描述原子质点行为的量子力学理论,来计算所观察到的物体的宏观性能.依靠实验手段,在多数情况下能容易地测出金属材料的硬度、沸点、熔解热、电阻等特性.但如何去建立一些公式来计算这些特性,并能使计算值与实验值相一致,这一直是过去所遗留下来的难题.为了使这些问题能获得进展,作者依据量子力学的基本理论及其计算结果已新建立了计算金属材料多种性能的许多式子,经尽可能收集到的各种数据的验证表明:这些式子的计算值与实验值能令人满意地相符合.本文只简单介绍这些式子中的四个公式.     

高性能计算机与计算科学

<正> 1 引言 在本世纪40年代末50年代初,电子数字计算机刚刚问世的时候,科学和工程计算问题是它唯一的应用领域。50年后的今天,计算机无论在性能还是应用方面都有了突飞猛进的发展,但科学与工程计算仍然是它的重要应用领域之一,尤其是高性能计算机的主要应用领域。 70年代中期以后,出现了以Cray计算机系列为代表的超级计算机。随着可解问题规模的增大,计算本身成了科学研究工作中不可分割的一个重要部分,从而形成了独立于理论科学和实验科学之外的第三类科学,即计算科学(computational science)。计算科学与理论和实验科学的相互作用是很强的:理论科学提出数据模型供计算科学用数值方法解决,而这种     

数论中的计算问题

有人说,数论更像一门实验科学。这大概是因为计算对它来说是十分重要的。     

液固界面反射的柱面波和头波的相位差和干涉*

用数值方法和实验方法研究了脉冲柱面波在液固界面上的反射场场,计算出以太度表示的声场图像,并给出了反射波的波阵面上一系列暗区所对应的入射角,从schlieren系统获得的声场照片中量出暗区的位置与数值计算结果一致,暗区的形成,一是由于辐射头波的损耗,二是由于头波和反射波的干涉,假定头波的相位超前于反射波约3π／4,可以较准确地解释严格的理论计算结果及实验照片。     

高性能计算在材料科学中的应用

在当今的科学研究中,计算已和实验、理论并列为三大科学方法。随着计算技术的迅猛发展、科学理论模型日渐成熟．高性能计算在科学、工程和社会等领域都有了广泛应用,用它来模拟或代替实验已成为可能。在地球地质、气象气候、测绘科学、天体空间物理、凝聚态物理、高能物理、计算化学、分子生物学、基因测序、材料科学等领域,高性能计算已是必备的研究手段。     

OH_2等三原子分子几何构型的“从头计算”

非线型三原子分子OH_2、CH_2、NH_2~ 的几何构型曾用STO-3G、4-31G、9.5/3.1基做过计算,用这些基所计算的键长与实验符合得较好,最大绝对误差是0.033,相应的百分差是3.8％,而所计算的键角与实验符合得差些,最大绝对误差是6.7°,相应的百分差是6.4％。本文用4-31G基又对这几个分子的几何构型重新进行了《从头计算》,但所用的分子重标因子与文献中不同。在文献中2s、p轨道的重标因子一般都取同一个值,实际上由于在非线型     

论数学实验

本文结合计算数学这门学科论述了数学实验兴起的由来,数学实验方法的本质及特点,数学实验与真理问题。     

关于检验高能量子电动力学的一个建议

近年来,郑洪和吴大峻对高能量子电动力学作了一系列较严格的计算。这些计算对于探讨量子电动力学下高能渐近行为和强子相互作用机制均具有相当的重要性。但从实验的角度来说,在郑、吴所做的计算中,除Delbrück散射外,用实验检验起来均有不少困难。有些要在极高能量,有些较难和其它过程区别开来。这里建议一个可以从实验上来验证的过程,即     

参数空间周期区域的2~n分岔行为

一、引言大量的理论分析和计算机计算揭示了2~n周期分岔到混沌的非常丰富现象;大量实验,特别是电子电路实验得到了不少很有意义的结果,促进了理论工作的进一步开展。我们设计的具有非线性电感单回路电子电路实验不仅得到了与其它实验装置产生的相似实验结果,还发现往参数空间具有周期区域的2~n分岔行为。     

光子纠缠和量子计算领域的两项世界纪录

据国家自然科学基金委员会2007年2月8日报道．中科大微尺度物质科学国家实验室的工作人员潘建伟和同事杨涛、陆朝阳等，最近通过实验成功制备出国际上纠缠光子数最多的薛定谔猫态和可直接用于量子计算的簇态，刷新光子纠缠和量子计算领域的两项世界纪录。该项研究成果以封面标题的形式发表在最新一期英国胁ture子刊Nature Physics上。审稿人评价其是“光学量子计算领域至今最先进的实验工作”，“为量子计算、量子纠错和量子力学基本问题的研究铺平了道路”。     

望远镜驱动装置的今昔

电子计算机仅仅是实验室电子计算机化的最新阶段。实验室内的计算,最早期的辅助设备,可能要追溯到古代天文学的星盘和圆弧环(Amillary circles)。实验室内的计算,第一个明确的辅助手段,可能是早在十七世纪引入的彩色棒(称为“骨”)讷皮尔对数系统。在此之后,帕斯卡对数尺在十八世纪更多地被导航者所使用(借助于一对除法器)。由于天文学家的需要而激起兴趣的,可能是为实验室观测(“巡天望远镜”)用的第一架辅助计算设备。看来,胡克(Rober Hooke)是想到这革新的第一个人。但是,他的关于用驱仪钟带动望远镜的建议,     

关于Zn_2~(2+)和Zn~+离子的相对稳定性

我们曾用二次离子质谱实验和量子化学计算研究Mg_2~(2+)和Mg~+的相对稳定性,得到实验与计算一致的结果。本文报道我们用类似方法对Zn_2~(2+)、Zn~+相对稳定性的研究结果。     

材料基因组计划简介

美国总统奥巴马明确指出“材料基因组计划”(The Materials Genome Initiative, MGI) 的总目标是“将先进材料的发现、开发、制造和使用的速度提高一倍”。白宫科技政策办公室在2011年6月发布的相应的白皮书《具有全球竞争力的材料基因组计划》中阐述了材料创新基础设施的三个平台：计算工具平台、实验工具平台和数字化数据(数据库及信息学)平台。材料基因组计划/工程不仅仅是要开发快速可靠的计算方法和相应的计算程序,而且也要开发高通量的实验方法来对理论进行快速验证并为数据库提供必须的输入,还要建立普适可靠的数据库和材料信息学工具,以加速新材料的设计和使用。材料基因组计划/工程旨在材料领域建立一个新的以理论模拟和预测优先、实验验证在后的“文化”,从而取代现有的以经验和实验为主的材料研发的理念。     

二维材料的设计及功能化:从理论预测到实验验证

二维材料具有不同寻常的物理、化学和机械性质,在光电、能源、电子信息、航空航天及生物医药等领域都展示了诱人的应用潜力.过去的十多年里,实验研究与理论计算密切配合已经成为二维材料领域一种十分流行的科研模式.本文从二维材料的结构设计及功能化两方面出发,回顾了一些理论计算有效预测新结构和新性质并最终得到实验佐证的案例,通过剖析理论预测和实验研究相互影响的具体细节,探讨理论计算和实验研究相辅相成的关系.     

对A_2B_2C_2与A_2B_2CD系化学位移和自旋偶合常数通式的推导

在复杂波谱分析中常用迭代逼近法。在迭代步骤中,首先对化学位移和自旋偶合常数作合理估算,然后代人自旋哈密顿并解出本征波谱与相对跃迁几率,由计算可作出一个线谱,将这线谱与实验线谱比较,它俩之间的差异可作为对初始估算化学位移与自旋偶合常数修正的根据。该法的缺点是不系统,且其中有较多变数使计算麻烦与冗长。再则迭代法仍需对实验线谱与计算线谱鉴定。对含有很多谱线或密集谱线的波谱这种认定特别困难。故在推导     

用分子力学的方法计算高分子构型和能量

分子力学(Molecular mechanics)方法是结构化学的理论研究方法之一。该方法对有机化合物的结构计算、生成热计算及构型研究已被许多实验证明是极为成功的。然而分子力学在高分子方面的应用尚不多见,其原因不仅由于高分子的原子数目众多而已有的程序所     

探索最基元的化学反应体系

原则上讲,量子力学可以精确地描述化学反应,但目前已做过高精度计算的仅为两个最简单最基本的化学反应,即:H+H_2→H_2+H和其同位素反应D+H_2→DH+H,理论计算必须要有相应的实验来检验,但这种实验的难度丝毫不亚于理论计算,这是由于检测H_2和产生具有精确能量值的原子束都不是件容易事.然而,斯坦福大学狄克·扎厄(Dick Zare)的研究小组,运用先进的激光技术,已攻克了这一难关,根据他们在《化学物理快报》上的论文,理论预测和实验结