分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 分类: 物理学 >> 凝聚态:电子结构、电、磁和光学性质 分类: 物理学 >> 电磁学、光学、声学、传热、经典力学和流体动力学 分类: 物理学 >> 交叉学科物理及相关领域的科学与技术 提交时间: 2022-03-24
摘要: 非厄米的引入扩展了传统厄米量子系统中的概念并诱导出许多新奇的物理现象, 比如非厄米系统所独有的非厄米趋肤效应, 这使得对非厄米量子模型的模拟成为大家关注的热点. 相比于量子平台, 经典系统具有成本低廉、技术成熟、室温条件等优势, 而其中的经典电路系统则更加灵活, 原则上可以模拟任意维度、任意格点间跃迁、任意边界条件下的量子紧束缚模型, 已经成为模拟量子物态的有力平台.本文利用经典电路通过 SPICE 成功模拟了一个重要的非厄米量子模型 非互易 Aubry-Andr\'e 模型 的稳态性质, 此模型同时具有非互易的格点跃迁和准周期的格点在位势. 以此为例, 详细介绍了如何建立经典电路的拉普拉辛形式与量子紧束缚模型哈密顿矩阵在不同边界条件下的映射, 尤其是如何利用电流型负阻抗变换器构建模型的非互易性. 然后, 根据电路的格林函数, 通过 AC 电流驱动并测量电压响应的方式, 用 SPICE 模拟了周期边界条件下的复能谱和相应的能谱缠绕数, 以及开边界条件下的趋肤与局域模式的竞争.其中, 为了使电路的响应不发散, 本文还解析地给出辅助元件的设置原则.结果显示, SPICE 模拟与理论计算很好地吻合, 为进一步的实验实现提供了详细的指导. 由于本文电路设计与测量方案的普适性, 原则上可以直接应用于其他非厄米量子模型的电路模拟.
分类: 物理学 >> 凝聚态:结构、力学和热性能 分类: 物理学 >> 凝聚态:电子结构、电、磁和光学性质 分类: 物理学 >> 交叉学科物理及相关领域的科学与技术 提交时间: 2016-06-23
摘要: Metal-intercalated iron selenides are a class of superconductors that have received much attention but less understood in comparison with their FeAs-based counterparts. Here, the controversial issues such as Fe vacancy, the real phase responsible for superconductivity and lattice stability have been addressed based on first-principles calculations. New insights on the distinct features in terms of carrier doping have been revealed.
分类: 物理学 >> 气体、等离子体、放电物理 分类: 物理学 >> 交叉学科物理及相关领域的科学与技术 分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间: 2019-03-31
摘要: 等离子体湍流(如太阳风)中体现的(矢端图)螺旋现象和信号(近似)谐振现象并不一定表示线性波动行为。不同环境下等离子体可以有不同的动力学特征,容许存在各种非线性结构。这里讨论在一定时空范围内与线性螺旋波表现类似的有单手性主导的湍动涡模态和呼吸子。前者先通过回顾最近利用扩展磁流体模型统计解特征研究太阳风中的建议得以说明;后者的具体例证还是一个开放的问题,但是我们列举各种来自水波、等离子体和玻色-爱因斯坦凝聚的信息来说明太阳风中应该存在这样的结构。
分类: 物理学 >> 电磁学、光学、声学、传热、经典力学和流体动力学 分类: 物理学 >> 凝聚态:电子结构、电、磁和光学性质 分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间: 2016-06-26
摘要: A quantization scheme for an ideal loss-less mesoscopic left-handed transmission lines (LH TL) unit cell equivalent circuit is proposed and the fluctuations of the current and the voltage of the LH TL equivalent circuit in thermal Fock space are studied by thermal field dynamics (TFD) theory. In thermal Fock state the negative refractive index (NRI) of the LH TL unit cell equivalent circuit is discussed. The results indicate that the quantum fluctuations show the linear dependent of NRI at some temperature, while the frequency and the thermal photons are destructive dependent of NRI within the microwave frequency band. When the unit cell equivalent circuit operates at the rising temperature, the NRI is decreasing. The results demonstrates the ideal loss-less mesoscopic LH TL equivalent circuit operating at a lower frequency, temperature and with little thermal photons is more conducive to NRI, which coincides with the macroscopic real LH TL.
分类: 信息科学与系统科学 >> 信息科学与系统科学基础学科 分类: 物理学 >> 电磁学、光学、声学、传热、经典力学和流体动力学 分类: 电子与通信技术 >> 光电子学与激光技术 分类: 物理学 >> 地球物理学、天文学和天体物理学 分类: 物理学 >> 基本粒子与场物理学 提交时间: 2024-04-08
摘要: The Einstein’s theory of special relativity is based on his two postulates. The first is that the laws of physics are the same in all inertial reference frames. The second is that the velocity of light in the vacuum is the same in all inertial frames. The theory of special relativity is considered to be supported by a large number of experiments. This paper revisits the two postulates according to the new interpretations to the exact solutions of moving sources in the laboratory frame. The exact solutions are obtained using the classic Maxwell’s theory, which clearly show that the propagation velocity of the electromagnetic waves of moving sources in the vacuum is not isotropic; the propagation velocity of the electromagnetic waves and the moving velocity of the sources cannot be added like vectors; the transverse Doppler effect is intrinsically included in the fields of the moving sources. The electromagnetic sources are subject to the Newtonian mechanics, while the electromagnetic fields are subject to the Maxwell’s theory. We argue that since their behaviors are quite different, it is not a best choice to try to bind them together and force them to undergo the same coordinate transformations as a whole, like that in the Lorentz transformations. Furthermore, the Maxwell’s theory does not impose any limitations on the velocity of the electromagnetic waves. To assume that all objects cannot move faster than the light in the vacuum need more examinations. We have carefully checked the main experiment results that were considered as supporting the special relativity. Unfortunately, we found that the experimental results may have been misinterpreted. We here propose a Galilean-Newtonian-Maxwellian relativity, which can give the same or even better explanations to those experimental results.
分类: 物理学 >> 电磁学、光学、声学、传热、经典力学和流体动力学 分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 分类: 物理学 >> 地球物理学、天文学和天体物理学 提交时间: 2019-03-31
摘要: 研究基于修改Navier-Stokes方程而得到可逆守恒系统的有螺湍流研究思路和理论。讨论三维可压缩湍流统计力学分析及螺度控制力热声问题。构建了一个非平衡系综的有螺可逆系统。最后简要讨论工程应用。
分类: 物理学 >> 电磁学、光学、声学、传热、经典力学和流体动力学 分类: 物理学 >> 气体、等离子体、放电物理 提交时间: 2017-11-27
摘要: An important feature of China Fusion Engineering Test Reactor(CFETR) project is represented by the additional heating obtained from the injection of neutral beams based on accelerated negative ions. For the neutral beams based on negative ions, the most important measurements are beam uniformity, beamlet divergence and stripping losses. According to the CFETR requirement, the maximum allowed beam divergence angle and beam non-uniformity are 6 mrad and ±10%,respectively. As 1D carbon tiles have large ratio between perpendicular conductivity and parallel conductivity and high stability, they can be used for beam uniformity and beamlet divergence measurement. This paper presents the investigation of the influence on the response of 1D carbon tile having the thermal characteristics and features of some dedicated diagnostics. Simulations show that it will be possible to verify experimentally whether the beam meets the requirement about the maximum allowed value. This work lays a foundation for design and application of high precision beam diagnostic targets.
分类: 物理学 >> 地球物理学、天文学和天体物理学 分类: 物理学 >> 原子与分子物理学 提交时间: 2016-12-10
摘要: 通常的狭义相对论是在庞加莱变换下不变的,它的基本度规为闵科夫斯基时空度规,该度规满足没有宇宙学常数Λ的真空爱因斯坦方程。本文指出:Λ≠0 时的狭义相对论是德西特/反德西特不变狭义相对论。求解Λ≠0的真空爱因斯坦方程,得到这种拓展的狭义相对论的基本度规是陆启铿-邹振隆-郭汉英1974年提出的Beltrami 度规;用欧拉-拉格朗日方程证明Beltrami时空的自由粒子运动是惯性运动。本文求出了德西特/反德西特不变狭义相对论的全部凯林(Killing) 矢量,证明了Beltrami 时空是最大对称性空间。导出来全部守恒量。构造了理论的正则形式,发现了正、负正则能量的色散关系的不对称性;实现了正则量子化,导出了相对论性波方程,从而建立了德西特/反德西特不变的相对论量子力学。简要介绍了通过天文观测原子(或离子)能级劈裂来探测精细结构常数#11;改变的实验。实验结果在4 ∼ 5σ 置信度内否定了庞加莱不变狭义相对论的预言,发现在z ≈ {1 ∼ 3}处αz ̸= α0。由于原子或离子能级的精细结构是相对论量子力学的结果,所以观测实验支持在红移z ≥ 1的狭义相对论量子力学中的Λ修正不可忽略。这是对德西特/反德西特不变狭义相对论的实验支持。是超出现有物理学标准模型的新物理。
分类: 物理学 >> 凝聚态:电子结构、电、磁和光学性质 分类: 物理学 >> 交叉学科物理及相关领域的科学与技术 提交时间: 2021-02-02
摘要: The past decade has witnessed a surge of interest in exploring emergent particles in condensed matter systems. Novel particles, emerged as excitations around exotic band degeneracy points, continue to be reported in real materials and artificially engineered systems, but so far, we do not have a complete picture on all possible types of particles that can be achieved. Here, via systematic symmetry analysis and modeling, we accomplish a complete list of all possible particles in time reversal-invariant systems. This includes both spinful particles such as electron quasiparticles in solids, and spinless particles such as phonons or even excitations in electric-circuit and mechanical networks. We establish detailed correspondence between the particle, the symmetry condition, the effective model, and the topological character. This obtained encyclopedia concludes the search for novel emergent particles and provides concrete guidance to achieve them in physical systems.
分类: 物理学 >> 电磁学、光学、声学、传热、经典力学和流体动力学 分类: 物理学 >> 交叉学科物理及相关领域的科学与技术 提交时间: 2023-07-12
摘要: I review the discovery as well as the band structure of the Zhang lattice.
分类: 物理学 >> 电磁学、光学、声学、传热、经典力学和流体动力学 分类: 物理学 >> 交叉学科物理及相关领域的科学与技术 提交时间: 2021-09-27
摘要: 磁和磁单极子是物理学中的经典问题。传统磁体通常由刚性材料组成,在回答极端问题时可能面临挑战。这里,我们首次从不同于刚性磁体的导电性流体物质出发,提出通过调控液态金属机器来产生流态化内生磁性并由此构造磁单极子。基于理论解释和概念性实验证据,我们阐明了当溶液中的镓基液态金属在电驱动下发生旋转时,其内部会形成一个内生磁场,这很好地解释了两个这样分离的金属液滴能很容易融合在一起的实验现象,原因在于二者通过各自对应的N极和S极相互吸引。此外,我们还阐明了自驱动型液态金属机器也以一种内生流态化磁体出现且具有电磁同源性;当溶液中的液态镓吞食铝时,会形成一个旋转马达和在体动态变化的电荷分布,从而在内部产生内生磁性;这就解释了运动中的液态金属马达之间经常发生反射性碰撞和吸引性融合的现象,这两种现象分别是由于马达之间N极和S极的动态调整引起的。最后,我们设想可通过这种流态化内生磁体制造磁单极子,并提出了实现这一目标的四条技术路线:1. 匹配液态金属机器的内部流场;2. 基于外电场效应与磁场的叠加效应;3. 借助磁颗粒与液态金属马达之间的复合结构;4. 化学途径,如通过原电池反应。总的来说,本文理论和提供的实验证据揭示了液态金属机器作为流体型内生磁体的机制,并指出了实现磁单极的一些有希望的途径。在不久的将来,在此基础上建立一些非传统型磁电器件和应用是可能的。
分类: 物理学 >> 地球物理学、天文学和天体物理学 分类: 物理学 >> 电磁学、光学、声学、传热、经典力学和流体动力学 分类: 天文学 >> 星系和宇宙学 提交时间: 2022-11-03
摘要: 本文以物理学中标准钟和标准尺的定义实质和爱因斯坦的相对论物理为基础,从自然哲学层次出发讨论了物理的时空观。提出在已有的时空标度的概念基础上,应该进一步明确区分时空标度和时空背景。根据爱因斯坦相对论的实际逻辑可以作如下理解,满足相对论性变化的是时空标度,而时空标度是人为地根据物质实体中发生或存在的固有物理事件定义的,时空背景作为反映时空标度的长短或大小变化的必备基础和参考背景,应该是绝对的。空间标度的长短尺度在本质上应该理解为固有物理事件在空间的绝对背景上截取的线段的长度。最后以此时空观为基础,探讨了经典力学框架下的质点动力学方程,自然地得出了新形式的质点动力学方程。新动力学方程可以直接应用到任何实际的,(相对宇宙绝对背景)无转动的参考系中。而惯性力的本质正是作用到参考物体上的真实受力。这一经典质点动力学改造的本质是修正了牛顿第二定律传统体系中存在的一个理论缺陷。然而,可能更为重要的是,在形式上具备明显优越性的新质点动力学方程反过来强烈地暗示了时空背景的绝对性。文章最后结合广义相对论的引力几何化思想,探讨了引力对时空标度的物理效应。
分类: 物理学 >> 核物理学 分类: 物理学 >> 原子与分子物理学 提交时间: 2024-02-22
摘要: 利用反应显微成像谱仪,采用二重符合方法,实验测量了0.64 keV/u N+ 与He 单电子俘获产生的反冲离子He+ 三维动量,获得了电子俘获到炮弹离子不同量子态的态选择截面和角分布。实验结果表明:基态的 炮弹离子N+(1s22s22p2 3P) 俘获He 靶的一个1s 电子主要布居到2p 壳层,也可以看到布居到更高壳层的贡献; 亚稳态的炮弹离子N+(1s22s2p3 5S) 俘获He 靶的一个1s 电子主要布居到2s 壳层,几乎看不到布居到更高壳层 的贡献。利用NHe+ 准分子离子的势能曲线定性地解释了实验结果,但分子库仑过垒模型的反应窗预测与实 验存在较大差别。在亚稳态炮弹离子N+(1s22s2p3 5S) 俘获靶电子到2s 轨道的过程中,角微分截面出现了明显 的振荡结构, 这很可能来自Demkov 型跃迁。
分类: 物理学 >> 核物理学 分类: 物理学 >> 原子与分子物理学 提交时间: 2023-06-21
摘要: The extractions of nuclear charge radii from muonic atom spectroscopy for $^{40}$Ca and $^{208}$Pb are revisited to analyze the model dependencies induced by employing a Fermi-type charge distribution. For that, the charge densities, together with the corresponding muonic transition energies, calculated by the covariant density functional theory are used as a benchmark. The root-mean-square deviation of transition energies is calculated to quantitatively investigate the sensitivities of transition energies to the details of the two-parameter Fermi distribution. It is found that the second and fourth moments of the charge distribution can be extracted accurately from the muonic atom spectroscopy without much model dependencies, whereas the obtained two-parameter Fermi distributions cannot reproduce the details of the benchmarking charge densities and, in particular, its surface-diffuseness parameter cannot be determined accurately with the present experimental uncertainties on the muonic transition energies.
分类: 物理学 >> 基本粒子与场物理学 分类: 物理学 >> 交叉学科物理及相关领域的科学与技术 提交时间: 2016-06-15
摘要: Developing a theory that can describe everything in the universe is of great interest, and is closely relevant to M-theory, neutrino oscillation and charge-parity (CP) violation. Although M-theory is claimed as a grand unified theory, it has not been tested by any direct experiment. Here we show that existing neutrino oscillation experimental data supports one kind of high dimensional unified theory, such as M-theory. We propose a generalization of the tri-bimaximal neutrino mixing ansatz, and we find that the latest neutrino oscillation experimental data constraints dimension in a range between 10.46 and 12.93 containing 11, which is an important prediction of M-theory. This ansatz naturally incorporates the fractal feature of the universe and leptonic CP violation into the resultant scenario of fractal nearly tri-bimaximal flavor mixing. We also analyze the consequences of this new ansatze on the latest experimental data of neutrino oscillations, and this theory matches the experimental data. Furthermore, an approach to construct lepton mass matrices in fractal universe under permutation symmetry is discussed. The proposed theory opens an unexpected window on the physics beyond the Standard Model.
分类: 物理学 >> 基本粒子与场物理学 分类: 物理学 >> 电磁学、光学、声学、传热、经典力学和流体动力学 提交时间: 2023-04-10
摘要: 本文回顾了推导达朗贝尔波动方程的全过程,其中最重要的一步是用高斯定律和安培定律,分别导出了标势和矢势的达朗贝尔波动方程。本文强调:高斯定律是库伦定律的微分形式,其中的源电荷与观测者即场点是相对静止的;在安培定律中,源电流载体与观测者即场点也是相对静止的。本文的结论是:麦克斯韦方程组和达朗贝尔波动方程都是在源-观相对静止条件下的方程,达朗贝尔波动方程中的常数C是在真空环境中,源-观相对静止条件下的传播速度。 在这样的特殊条件下,电磁波的传播空间是均匀和各向同性的,因此,无论传播的距离和方位几何,无论源-观所在的实验室位于哪个星球上,绝对运动如何,电磁波传播速度都相同,这是合乎逻辑的。 真空中的电磁波从源电荷、源电流发出,向各处的观测者传播,源-观相对静止,传播空间均匀而各向同性的,这是一个准确的物理图像,是准确理解光速不变原理的物理基础。
分类: 物理学 >> 基本粒子与场物理学 分类: 物理学 >> 电磁学、光学、声学、传热、经典力学和流体动力学 提交时间: 2020-03-13
摘要: The interactions between waves and electrons are the basis of vacuum tubes and particle accelerators. In order to further understand the interactions, we proposed a new electromagnetic model. In this model, the photon is composed of two elementary particles – ephoton and mphoton, which are the basic particles that form the electric fields and magnetic fields, respectively. There are many ephotons around the electrons and the electrons can absorb the ephotons. The proposed electromagnetic model can well explain the electromagetic phenomena and the interactions between waves and electrons.
分类: 物理学 >> 凝聚态:电子结构、电、磁和光学性质 分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间: 2020-12-12
摘要: We observed a counter-intuitive remarkable heating phenomenon generated by helium-4 superflows. This phenomenon establishes that superflows carry thermal energies and entropies, which is in contrast to the hypothesis of the two-fluid model. Quantum many-body theory of superfluids provides a natural understanding of the phenomenon.
分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 分类: 物理学 >> 交叉学科物理及相关领域的科学与技术 提交时间: 2022-07-29
摘要: 我们人类生活的三维空间(实空间)是连续的吗?换句话说,实空间是无限可分的么?在宏观世界里,答案无疑是肯定的,因为日常生活的经验,如看到的流水,奔跑的动物,空中的飞鸟,以及自由下落的物体,无一例外的给予人们连续轨迹的印象。在经典力学中,用连续的坐标来描写运动物体被认为是理所当然的。 在量子世界里面,情况会发生戏剧性的变化。例如,当一个粒子的运动受到限制的时候,它的稳定态的能量只能取一些的离散值。一些尝试统一量子力学和引力的现代理论预测了一个最小长度的存在,通常取为普朗克尺度,这个长度大约是1.610-35米。然而,这个长度的实验检验是极具挑战性的,因为它远小于LIGO能测量的最小长度(大约是10-19米)。 在本项工作中,作者研究了任意形状的双势垒体系的量子隧穿现象并证明了一个定理。这个定理表明,如果两个势垒之间的间距可以连续变化,即实空间是连续的,则只要适当地调节势垒间距,入射粒子就可以完全穿透双势垒体系。这种现象通常被称为共振隧穿。反之,如果实空间是不连续的,即存在一个非零的最小尺度,则当势垒的尺寸超过某个上限值的时候,共振隧穿现象就不再发生。这个工作揭示了量子隧穿现象和量子引力理论中最小尺度的深刻联系,开辟了检验最小尺度的存在性的新途径。
分类: 物理学 >> 交叉学科物理及相关领域的科学与技术 分类: 物理学 >> 普通物理:统计和量子力学,量子信息等 提交时间: 2019-03-12
摘要: The unified processing and research of multiple network models are implemented, and a new theoretical breakthrough is made, which sets up two new theorems on evaluating the exact electrical characteristics (potential and resistance) of the complex m×n resistor networks by the Recursion-Transform method with potential parameters (RT-V), applies to a variety of different types of lattice structure with arbitrary boundaries such as the nonregular m×n rectangular networks and the nonregular m×n cylindrical networks. Our research gives the analytical solutions of electrical characteristics of the complex networks (finite, semi-infinite and infinite), which has not been solved before. As applications of the theorems, a series of analytical solutions of potential and resistance of the complex resistor networks are discovered. In particular, three novel mathematical propositions are discovered when comparing the resistance in two resistor networks, and many interesting trigonometric identities are discovered as well.