γ射线激光

评估了实现γ射线激光的几种可能途径，指出目前条件下按自由电子激光原理用周期弯曲晶体沟道内摆正电子的诱致辐射形成，γ坶激光的途径已是现实可行的，应不失时机地开展理论和实验研究。     

人们能够建成最强的激光吗?

"理论预言激光足够强时可以从真空中产生正负电子对,但没有人知道是否可以实现".本文回顾了从真空中产生正负电子对相关的理论发展,以及理论上要求的激光条件,和目前激光达到的条件:施温格推导出当准静电场达到量子电动力学关键场E_s=me~2c~3/e?=1.32×10~(16) V/cm(对应场强I_s=4.65×10~(29) W/cm~2)时,正负电子对可以从真空中产生;单束聚焦激光产生正负电子对阈值光强约为5×10~(27) W/cm~2;两束相向传输的激光同时聚焦到同一点,对应的单束光强阈值约为10~(26) W/cm~2.考虑到只要有一对正负电子产生,其在激光场作用下的级联过程将耗尽激光场能,使最高的激光场强不能高于约3×10~(26) W/cm~2.目前国际上最高激光功率是由钛蓝宝石激光经过多级啁啾脉冲放大获得,为5.13 PW,对应光强在10~(24) W/cm~2.国际上有几个大的激光项目,近几年目标是10~15 PW,远期目标百拍瓦到艾瓦.远期目标获得的光强可以产生正负电子对,但是能否实现仍然未知.     

γ 射线激光

评估了实现γ射线激光的几种可能途径.指出目前条件下按自由电子激光原理用周期弯曲晶体沟道内摆动正电子的诱致辐射形成γ射线激光的途径已是现实可行的,应不失时机地开展理论和实验研究.     

强磁场下逆康普顿散射矩阵元的计算

在宇宙中存在10~(12)～10~(13)高斯的强磁场,又有大量高能自由电子和低能光子,故强磁场下逆康普顿散射过程非常重要.利用量子电动力学可对它进行计算。微分截面dσ_(i→f)与矩阵     

正负电子三光子湮灭中γ射线的角度-能量关联的实验研究

正负电子三光子湮灭是量子电动力学的基本过程之一,按照能量、动量守恒,三光子湮灭放射γ射线的能量和角度是有确定的关联的,在1954年,曾用三重符合方法,对几种角度安排,测量过三光子湮灭放射的γ射线能量,但是并未得到角度-能量关联曲线,且在实验中用了三个NaI(Tl)闪烁计数器,其能量分辨率差(对511 keV的γ射线的半高全宽度FWHM≌200keV),因而严重地影响了实验结果的精确度,具有高分辨率的Ge(Li)探测器的发展和高产额的电子偶素源,使我们可以对正负电子三光子湮灭放射γ射线的角度-能量关联进行     

《量子电动力学讲义》简介

张邦固所译的美国物理学家R.P.费曼的名著《量子电动力学讲义》最近由科学出版社出版了.费曼是国际上著名的理论物理学家,由于他在量子电动力学方面的卓越贡献,曾荣获1965年度的诺贝尔物理学奖.本书是费曼根据他在加利福尼亚理工学院讲课时的讲稿整理而成的.书在美国出版后,反响很大,并很快被译成俄文等文种.本书以尽可能简单易懂的方式介绍了量子电动力学的主要结果和计算过程.论述简明清晰和注意实际     

自由电子激光的分类

自由电子激光是1976年以来出现的一种激光器,它是近年来国际上最引人注意的课题之一.《自由电子激光的分类》从它的原理、电子束、泵源及理论四个方面对自由电子激光进行分类,并对它的经典理论进行评述.     

关于复合粒子场论的若干问题

一、问题提出近二十多年来,在基本粒子理论领域内一直是以“点模型”或定域场论作为理论探讨的出发点。每个基本粒子都对应于一种基本场,场的量子方程就描述了各种基本粒子的产生、消灭和转化现象。定域场论特别是量子电动力学取得了很大成功。     

《辐射和光场的量子统计理论》

本书内容大致分为两部分：一是有关光场和电子场（相对论性）的量子化，光子的基本性质（如自旋、宇称、动量和角动量、能量等），狄拉克方程的物理内涵和正反电子对的概念，量子电动力学的基本方程组，洛伦兹条件问题，散射算符和费曼图，原子对光子的吸收，电多极辐射和磁多极辐射，原子在强光下的拉比振荡，共振荧光等；二是光场的相干态和挤压相干态，光场的量子统计描述，光学测量与光场的相关函数，原子和光场与库的作用，耗散与涨落的量子统计理论（主方程和量子朗之万方程），激光的量子理论等．     

当前粒子物理研究的新困难

“间隙阵发效应”实验发现(1992),在多重强子产生过程中电荷—电荷相互作用很强.微扰量子色动力学与量子电动力学的计算结果只有实验值的百分之一.л介子产生对碰撞质子自旋的依赖实验(1980--1991)指出:电荷(同位旋)与自旋之间存在动力学关联,然而量子色动力学的计算得到零结果.强子动量与质量的关联,不同强子间的质量关联,以及质量起源问题,都要求加强非微扰量子场论的研究.量子解析动力学在公理化场论基础上综合了四方面的研究:(1)     

p-■系统的亚稳态

当反质子■注入普通物质中将产生湮灭,p-■系统的寿命τ■10~(-9)s,这可由量子电动力学公式求得。最近在加拿大介子设备回旋加速器工作的Yamazaki和P.Kitching发现:当(?)射入液氦缸中,τ在3μS处有一峰,最长     

电磁场的量子化及有关科学问题

本文主旨仍是讨论经典电磁理论的局限和量子理论的发展所造成的影响.文章首先指出,经典力学中的La-grange-Hamilton数学方法和运动理论已被近代电磁理论和量子理论继承下来并加以应用.随后,细致地论述了量子电动力学(QED)的历史和发展.讨论了场的量子化、场的非线性化、量子场等科学问题.     

分子束外延原位脉冲激光驱动金属Ga-droplet迁移的实现和研究

在液滴外延生长过程中金属液滴承担着生长前驱体的角色,直接决定着后续量子环、量子点、纳米线等量子结构的密度、尺寸、位置等参数.本文开展了在MBE(molecular beam epitaxy)液滴外延过程中通过原位激光作用调控金属Ga-droplet的前沿研究.首先利用MBE在GaAs(001)衬底上(150℃)沉积6 ML Ga原子以获得Ga-droplet密度约为5.7×10~(10) cm~(-2)的表面,然后原位引入单脉冲单束激光辐照衬底表面.实验观察到:Ga-droplet在激光辐照(能量密度大于10 m J/cm~2)的条件下将开始克服表面各个方向的迁移势垒发生显著而丰富的迁移行为,且这种迁移的剧烈程度与激光能量具有强烈的正相关规律.伴随这种迁移,不同Ga-droplet之间将发生随机的融合,从而强烈影响其密度以及尺寸.统计表明:当激光能量从10 m J/cm~2提高至30 m J/cm~2时,Ga-droplet的密度将迅速减小到近原来的三分之一,同时尺寸则迅速地增大,且整体分布由传统的"窄带"向"宽带"特点过渡.故通过本文的研究,证实和发现了液滴存在着极为敏感的表面"光致迁移"特性.凭借这一特性,不仅可实现对液滴整体尺寸、密度的二次修饰,获得一些在传统液滴外延中难以实现的分布特点,而且在将来我们完全有望凭借多光束干涉图形化调控液滴,最终实现人为可控的液滴外延技术,从而极大地推动整个低维纳米半导体材料的生长.     

新型红外非线性光学晶体探索取得新进展

<正>波长范围在2～20μm之间的中远红外激光在军事和民用方面有着极其重要的应用价值(红外对抗、激光制导、激光手术、大气监测等).产生中远红外激光的方法包括化学激光器、气体激光器、自由电子激光器、量子级联激光器和全固态激光器等方法;其中全固态激光器具有技术成熟、调谐范围宽、光束质量好等优点,是目前产生中远红外激光的主流方法.该方法需要用到非线性变频技术对成     

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     

更短更亮更优秀

一种有着军方背景的激光技术看来会对生物学产生巨大影响。通过产生高功率的短脉冲 ,自由电子激光器将推进我们对生物分子的认识     

超弦理论及其进展

综述了超弦/M理论的意义、重要性及其发展过程中的两次革命以及已经取得的成绩, 评述了该领域目前的研究现状和发展趋势, 探讨了该理论的研究如何帮助我们认识和理解一个量子引力理论以及包括引力在内的相互作用统一理论所需要满足的要求和条件. 该理论的研究也在一定程度上揭示了时空的本质和模糊性、相互作用的本质和模糊性, 以及在考虑非微扰效应下经典和量子之间存在的可能模糊性, 由此为该理论的进一步研究和完善给予启示.     

数据通讯的量子空间竞赛——记致力于在空间进行量子通讯实验的潘建伟院士

3年前,潘建伟(Jian-Wei Pan)给中国长城加入了一丁点的《星际迷航》.在北京以北的丛山上靠近长城底部的一个位置,他和他的物理学团队把一个探测器上的一束激光瞄准到16公里远的高处.潘建伟和他的团队来自于中国科技大学.随后,他们通过激光光子的量子特性在所经过的空间中"传送"信息.当时,这是世界上最长距离的量子态隐形通讯记录,该实验是迈向他们终极目标的一大步——其终级目标是在空间进行量子卫星通迅.     

现代物质观--量子理论的斑斓结晶

量子理论是与相对论齐名的现代物理理论.随着量子理论百余年的创造性拓展,并偕同相对论的百年辉煌,铸成了内涵丰裕的现代物质观;它与相对论时空观相与并立,同样称得上是现代文明的奇丽瑰宝. 现代物质观乃现代的科学自然观之核心,就其主要理论基础而言,可谓是量子理论的斑斓结晶.量子理论与经典物理理论有本质区别,作为其灵魂的量子概念是现代物理学中最具创新意义的革命性概念,由此而导致人们对于物质及其运动方式的认识发生本质上的极大转变.凭藉量子力学的"哥本哈根诠释",还形成了一个崭新的科学哲学观念;那就是说,包容了互补性思想的现代物质观具有深厚的哲学含义和文化底蕴.并且,出于对量子概念的深入探讨,给予"物理实在"以新的定义,这是量子理论促使"人类思想的基本概念结构"之改变的一项奇特表现(虽然对此尚有异议).无疑,伴随于时空观变革的物质观变革,确是现代文明进步的又一重大标志.     

非绝热量子动力学模拟方法及其在凝聚态体系中的应用

密度泛函理论(density functional theory, DFT)可以准确地预测由电子和原子核组成的普通物质的基态电子结构,而当涉及量子体系含时演化的模拟时,比如模拟超快激光与分子或凝聚态体系相互作用的激发态动力学过程,就需要发展实时密度泛函理论(real-time time-dependent density functional theory, rt-TDDFT)和非绝热动力学相结合的新颖计算方法.本文介绍了基于rt-TDDFT的Ehrenfest动力学方法,并结合路径积分分子动力学提出了RPTDAP量子动力学方法. RP-TDAP方法引入了非绝热效应和原子核的量子效应,可以对电子波函数和原子核波包构成的耦合系统进行量子化动力学模拟.这些方法使我们不仅可以准确地理解激发态电子结构、电声相互作用、光致电荷传输、光化学反应等非绝热过程的内在机理,而且可以超越平均场理论给出一个全新的视角来描述原子核的量子行为.本文还应用这些方法研究了几个重要的非绝热动力学现象,说明这些方法可以广泛地用于复杂体系的量子激发超快动力学研究.