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量子自旋阻挫体系与量子自旋液体

中国基础科学 2019年第1期21卷 45-51页

作者：刘正鑫吴根王孝群中国人民大学物理学系北京100872 科技部高技术研究发展中心北京100044 上海交通大学物理与天文系上海200240

量子自旋液体是量子磁性系统中的新型物质形态,一般认为这种新物态源于阻挫相互作用。由于强烈的量子涨落导致基态呈磁无序状态,其低能激发不是通常的自旋波,而是分数化的自旋子和演生的规范涨落。经过几十年的积累,量子自旋液体在分类... 详细信息

量子自旋液体是量子磁性系统中的新型物质形态,一般认为这种新物态源于阻挫相互作用。由于强烈的量子涨落导致基态呈磁无序状态,其低能激发不是通常的自旋波,而是分数化的自旋子和演生的规范涨落。经过几十年的积累,量子自旋液体在分类理论、数值计算和材料合成、物性测量等方面取得了丰富的成果。在国内,实验方面在三角晶格上的自旋轨道耦合材料YbMgGaO4、笼目晶格上的材料ZnCu3(OH)6FBr和ZnCu3(OH)6FCl、六角晶格上的Kitaev材料α-RuCl3等阻挫系统的研究中取得突破性进展,部分达到国际领先水平;理论方面,在计算笼目格子海森堡模型的基态、刻画具有自旋轨道耦合的阻挫模型的相图、构造非对易自旋液体模型、建立自旋液体低能有效理论等方面也取得重要进展。由于强关联系统的复杂性,自旋液体领域仍然有很多重大问题尚未完全解决。另一方面,鉴于这一领域的重要性,我们需要集聚力量、协同合作,在材料、实验和理论上取得新的突破,推进相关领域的持续性发展。

关键词：磁性阻挫材料量子自旋液体自旋-轨道耦合分数激发规范涨落

Glueballs at physical pion mass

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Chinese physics C 2023年第6期47卷 81-88页

作者：陈飞宇蒋翔宇陈莹刘克非孙伟杨一玻 institute of High Energy physics Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China School of physics Sciences University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China department of physics and Astronomy University of KentuckyLexingtonKentucky 40506USA CAS Key Laboratory of theoretical physics Institute of Theoretical PhysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100190China School of Fundamental physics and Mathematical Sciences Hangzhou Institute for Advanced StudyUCASHangzhou 310024China International Centre for theoretical physics Asia-Pacific Beijing/HangzhouChina

Glueballs are investigated through gluonic operators on two N_(f)=2.1RBC/UKQCD gauge ensembles at the physical pion *** statistical errors of glueball correlation functions are considerably reduced through the cluster decomposition error reduction(CDER)*** Bethe-Salpeter wave functions are obtained for the scalar,tensor,and pseudoscalar glueballs by using spatially extended glueball operators defined through the gauge potential A_(μ)(x)in the Coulomb *** wave functions exhibit similar features of non-relativistic two-gluon systems and are used to optimize the signals of the related correlation functions at the early time regions,where the ground state masses are *** masses are close to those from the quenched approximation and indicate the possible existence of glueballs at the physical *** resonance feature of glueballs and the mixing with conventional mesons and multi-hadron systems should be considered in a more systematic lattice study.

关键词： glueball lattice QCD exotic hadron state

闪烁光纤阵列探测器最小可探测活度浓度仿真计算

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哈尔滨工程大学学报 2022年第11期43卷 1636-1641页

作者：吕汶辉杨永新衣宏昌曾志刘翠红陈迎锋丁雄商学利中国人民解放军92.09部队北京100077 清华大学工程物理系北京100084

为评估闪烁光纤阵列探测系统的性能,本文采用理论分析、模拟仿真等方法对系统的最小可探测活度浓度进行仿真分析。最小可探测活度浓度取决于系统的本底计数率和探测效率,首先对系统的探测效率进行了MC模拟,包括弯曲损耗和长度损耗对荧... 详细信息

为评估闪烁光纤阵列探测系统的性能,本文采用理论分析、模拟仿真等方法对系统的最小可探测活度浓度进行仿真分析。最小可探测活度浓度取决于系统的本底计数率和探测效率,首先对系统的探测效率进行了MC模拟,包括弯曲损耗和长度损耗对荧光传输的影响,获取了探测系统对不同能量β粒子的探测效率;其次对探测系统的本底计数率进行了仿真分析,包括空间宇宙射线、屏蔽材料产生的辐射及电子学系统噪声等。经计算,长度为1 m的2.2.根闪烁光纤阵列探测系统的本底计数率约为^(60) s^(-1),对于^(40)K的β粒子的探测效率为1.86 s^(-1)/(Bq/L)。该探测系统6 min内探测系统最小可探测活度浓度可达到1.0 Bq/L,30 min内可达到0.457 Bq/L,可用于水中低水平放射性测量。

关键词：闪烁光纤蒙特卡罗模拟在线测量最小可探测活度浓度探测效率荧光

Runaway electron dynamics in Experimental Advanced Superconducting Tokamak helium plasmas

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Chinese physics B 2023年第7期32卷 62-70页

作者：罗晨曦曾龙朱翔唐天仇志勇林士耀张涛刘海庆石同辉张斌丁锐高伟王敏锐高伟提昂赵海林周天富钱金平孙有文吕波臧庆揭银先梁云峰高翔 institute of Plasma physics Hefei Institutes of Physics ScienceChinese Academy of SciencesHefei 230031China University of Science and Technology of china Hefei 230031China department of Engineering physics Tsinghua UniversityBeijing 100084China Advanced Energy Research Center Shenzhen UniversityShenzhen 518060China institute for Fusion Theory and Simulation Zhejiang UniversityHangzhou 310000China Forschungszentrum Jülich GmbH Institute of Energy and Climate Research Plasma Physics(IEK-4)Jülich 52425Germany

The generation of runaway electrons(REs)is observed during the low-density helium ohmic plasma discharge in the Experimental Advanced Superconducting Tokamak(EAST).The growth rate of hard x-ray(HXR)is inversely proportional to the line-average ***,the RE generation in helium plasma is higher than that in deuterium plasma at the same density,which is obtained by comparing the growth rate of HXR with the same discharge *** potential reason is the higher electron temperature of helium plasma in the same current and electron density ***,two Alfvén eigenmodes driven by REs have been *** frequency evolution of the mode is not fully satisfied with the Alfvén scaling and when extension of the Alfvén frequency is towards 0,the high frequency branch is~50 *** different spatial position of the two modes and the evolution of the helium concentration could be used to understand deviation between theoretical and experimental observation.

关键词： helium plasma runaway electron toroidal Alfvén eigenmode(TAE) Experimental Advanced Superconducting Tokamak(EAST)

The nearest neutron star candidate in a binary revealed by optical time-domain surveys

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Science china(physics,Mechanics & Astronomy) 2023年第12期66卷 184-202页

作者： Ling-Lin Zheng Mouyuan Sun Wei-Min Gu Tuan Yi Zhi-Xiang Zhang Pei Wang Junfeng Wang Jianfeng Wu Shan-Shan weng Song Wang Sen-Yu Qi Jia Zhang Chun-Qian Li Jian-Rong Shi Yong Shao Xiang-Dong Li Jin-Bo Fu Fan Yang zhongrui Bai Yu Bai Haotong Zhang Jifeng {2. department of Astronomy Xiamen UniversityXiamen 361005China National Astronomical Observatories Chinese Academy of SciencesBeijing 100101China institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics Beijing Normal UniversityBeijing 102206China department of physics Institute of Theoretical PhysicsNanjing Normal UniversityNanjing 210023China Yunnan Observatories Chinese Academy of SciencesKunming 650216China College of Astronomy and Space Science University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China School of Astronomy and Space Science Nanjing UniversityNanjing 210023China Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics Nanjing UniversityNanjing 210023China

The near-Earth(within~100 pc)supernova explosions in the past several million years can cause the global deposition of radioactive elements(e.g.,60Fe)on *** remnants of such supernovae are too old to be easily *** is therefore of great interest to search for million-year-old near-Earth neutron stars or black holes,the products of ***,neutron stars and black holes are challenging to find even in our Solar neighbourhood if they are not radio pulsars or X-ray/γ-ray *** we report the discovery of one of the nearest(12..7±0.3 pc)neutron star candidates in a detached single-lined spectroscopic binary LAMOST J2.5456.73+33562..9(hereafter J2.54).Utilizing the time-resolved ground-based spectroscopy and space photometry,we find that J2.54 hosts an unseen compact object with M_(inv)being 1.4-1.6 M_(⊙).The follow-up Swift ultraviolet(UV)and X-ray observations suggest that the UV and X-ray emission is produced by the visible star rather than the compact ***,J2.54 probably harbours a neutron star rather than a hot ultramassive white ***-hour exceptionally sensitive radio follow-up observations with Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope fail to reveal any pulsating radio signals at the 6σflux upper limit of 12.5μ***,the neutron star candidate in J2.54 can only be revealed via our time-resolved ***,the distance between J2.54 and our Earth can be as close as~50 pc around 2.5 million years(Myrs)ago,as revealed by the Gaia *** discovery demonstrates a promising way to unveil the hidden near-Earth neutron stars in binaries by exploring the optical time domain,thereby facilitating understanding of the metal-enrichment history in our Solar neighbourhood.

关键词： neutron stars binary stars stellar evolution

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中国极化电子离子对撞机计划

核技术 2020年第2期43卷 1-59页

作者：曹须常雷畅宁波陈旭荣陈卓俊崔钫戴凌云邓维天丁明慧龚畅桂龙成郭奉坤韩成栋何军黄虹霞黄银 Kaptari L P 李德民李衡讷李民祥李学潜梁羽铁梁作堂刘国明刘杰刘柳明刘翔罗晓峰吕准马伯强马伏马建平马余刚冒立军 Mezrag C 平加伦秦思学任航 Roberts C D 申国栋史潮宋勤涛孙昊王恩科王凡王倩王荣王睿儒王涛峰王伟王晓玉王晓云吴佳俊吴兴刚肖博文肖国青谢聚军谢亚平邢宏喜徐瑚珊许怒徐书生鄢文标闫文成闫新虎杨建成杨一玻杨智姚德良尹佩林詹文龙张建辉张金龙张鹏鸣张肇西张振宇赵红卫赵光达赵强赵宇翔赵政国郑亮周剑周详周小蓉邹冰松邹丽平中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学院大学北京100049 南开大学天津300071 信阳师范学院信阳464000 湖南大学长沙410082 南京大学南京210093 华中科技大学武汉430074 European Centre for theoretical Studies in Nuclear physics and Related Areas(ECT*)and Fondazione Bruno Kessler Villa TambosiStrada delle Tabarelle 286I-38123 Villazzano(TN)Italy 北京大学物理学院北京100871 湖南师范大学长沙410081 中国科学院理论物理研究所中国科学院理论物理前沿重点实验室北京100190 南京师范大学南京210023 西南交通大学成都610000 Bogoliubov Laboratory of theoretical {2. Joint Institute for Nuclear ResearchDubna 141980Russia 郑州大学物理学院郑州450001 华南师范大学量子物质研究院广东省核物质科学与技术重点实验室广州510631 兰州大学物理科学与技术学院兰州730000 山东大学粒子物理与粒子辐照教育部重点实验室青岛266237 华中师范大学夸克与轻子教育部重点实验室和粒子物理研究所武汉430079 东南大学物理学院南京211189 复旦大学现代物理研究所核物理与离子束应用教育部重点实验室上海200433 中国科学院上海应用物理研究所上海201800 IRFU CEAUniversitéParis-SaclayF-91191 Gif-sur-YvetteFrance 重庆大学物理系重庆400044 南京航空航天大学核科学与技术系南京211106 大连理工大学大连116024 北京航空航天大学物理学院北京100191 上海交通大学上海200240 兰州理工大学兰州730050 南京邮电大学南京210023 中国科学技术大学合肥230026 黄山学院黄山245021 北京师范大学高等量子研究中心北京100875 department of physics and Astronomy Stony Brook UniversityStony BrookNY 11794USA 中山大学物理与天文学院珠海519082 武汉大学物理科学与技术学院武汉430072 中国科学院高能物理研究所中国科学院大科学装置理论中心北京100049 中国地质大学(武汉)数学与物理学院武汉430074

轻子散射实验是探索核子与原子核结构的理想工具。中国电子离子对撞机(Electron Ion Collider in china,EicC)建议书设想在已开建的强流重离子加速器装置(High Intensity heavy ion Accelerator Facility,HIAF)的基础上,升级质子束流为2...

轻子散射实验是探索核子与原子核结构的理想工具。中国电子离子对撞机(Electron Ion Collider in china,EicC)建议书设想在已开建的强流重离子加速器装置(High Intensity heavy ion Accelerator Facility,HIAF)的基础上,升级质子束流为2. GeV的极化束流,并建造2.8~5 GeV极化电子束流,从而实现质心系能量为15~2. GeV的双极化电子-离子对撞。EicC设计的亮度为(2.4)×10^33cm^-2.s^-1,质子束流极化率达到70%,电子束流极化率达到80%。该装置除了能提供极化轻离子束流(例如:氦-3)外,也可产生非极化重离子束流(碳-12.铀-2.8)。EicC将聚焦核子海夸克部分子结构、原子核物质结构与性质、奇特强子态三个方面的物理研究。高亮度、高精度的对撞机有助于精确地测量核子结构函数并对核子进行三维成像,揭示强相互作用的动力学规律;原子核部分子分布包括核子短程关联以及原子核介质效应同样是该提案的重要科学目标;EicC能区接近重味夸克产生阈值,在研究重味强子谱方面拥有低背景的独特优势,有助于发现研究新的奇特强子态。质子质量起源问题也可以通过重味矢量介子的产生来研究。为了完成上述物理目标,我们将利用最先进的探测器技术建造接近全立体角覆盖的EicC对撞机谱仪。在准备EicC白皮书的过程中,我们得到世界各国专家的支持。EicC的物理与已有的实验和美国即将建设的EIC中的物理项目相互补充。EicC的建成及运行有望引领前沿的中高能核物理研究,使我国在加速器和探测器先进技术等领域实现跨越式发展,为我国核物理与强子物理以及相关科学领域提供大型综合实验平台与人才培养基地。

关键词：电子离子对撞机核子结构核子质量奇特强子态量子色动力学螺旋度横动量依赖部分子分布广义部分子分布深度虚康普顿散射深度虚介子散射能量回收型直线加速器极化度自旋旋转器三维成像

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液固表面现象和浸润性发展的介绍与评析

物理通报 2018年第A2期47卷 35-40页

作者：李英王海刘树勇任宝藏首都师范大学物理系北京100048

液体在固态材料表面的浸润现象是固体、液体和气体在三相面能量竞争的结果.近年来浸润现象受到了广泛关注,成为前沿科学的热点问题之一.但大学教科书通常缺少对浸润现象的系统描述,对其基本机制和发展历史不太清晰.系统搜集和整理了我... 详细信息

液体在固态材料表面的浸润现象是固体、液体和气体在三相面能量竞争的结果.近年来浸润现象受到了广泛关注,成为前沿科学的热点问题之一.但大学教科书通常缺少对浸润现象的系统描述,对其基本机制和发展历史不太清晰.系统搜集和整理了我国古代关于浸润现象描述和应用的资料,进而介绍了近现代浸润现象理论化的脉络,最后详细地介绍近年来该领域基础科研进展.希望能帮助师生进一步了解浸润现象,促进教学,激发学生的学习兴趣.

关键词：浸润现象丢巧针 Young氏方程沉积形貌与仿生

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汽车贴膜上出现彩色条纹的机理研究

物理与工程 2020年第3期30卷 103-108页

作者：刘子健高新红王福合首都师范大学物理系物理实验教学中心北京100048

当戴上偏光眼镜看贴有车膜的汽车前挡风玻璃时会看到一系列彩色条纹,通过理论分析和实验验证,发现汽车贴膜能够产生彩色条纹的原因类似于正交偏振光路中各向异性晶体所产生的消光干涉。在车内观察时,自然光以近似布儒斯特角入射到前挡... 详细信息

当戴上偏光眼镜看贴有车膜的汽车前挡风玻璃时会看到一系列彩色条纹,通过理论分析和实验验证,发现汽车贴膜能够产生彩色条纹的原因类似于正交偏振光路中各向异性晶体所产生的消光干涉。在车内观察时,自然光以近似布儒斯特角入射到前挡风玻璃后透射出的光为部分偏振光,此时前挡风玻璃相当于起偏器;车膜就是具有双折射特性的各向异性晶体,部分偏振光通过车膜后形成振动方向相互垂直的o光和e光;偏光眼镜相当于检偏器,o光和e光在检偏器透振方向上的分量相互干涉,当光程差为半个波长的奇数倍时形成与该波长相对应颜色的干涉亮条纹。由于太阳光为复色光,所以随着入射角的变化会产生一系列的彩色等倾干涉圆环。在车外观察时,与在车内观察时类似,主要区别是在贴膜与空气的界面处o光和e光发生反射后再先后通过贴膜和前挡风玻璃返回到车前方,这时用偏光眼镜观察时即可看到彩色干涉条纹。有时如果观察角度和位置合适时,即使不佩戴偏光眼镜也能看到较浅的彩色条纹,这主要是因为光2.通过前挡风玻璃,此时的前挡风玻璃既是起偏镜,又是检偏镜。

关键词：彩色干涉条纹偏振双折射布儒斯特角

MnBi_(2.Te_(4)轴子绝缘态中巨大的非局域边缘导电信号

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Science Bulletin 2023年第12期68卷 1252-1258,M0003页

作者：李耀鑫刘畅王永超连梓臣李帅李昊吴扬卢海舟张金松王亚愚 State Key Laboratory of Low Dimensional Quantum physics Department of PhysicsTsinghua UniversityBeijing 100084China beijing Academy of Quantum Information Sciences Beijing 100193China beijing Key Laboratory of Opto-electronic Functional Materials&Micro-Nano Devices Department of PhysicsRenmin University of ChinaBeijing 100872China Key Laboratory of Quantum State Construction and Manipulation(Ministry of Education) Renmin University of ChinaBeijing 100872China Shenzhen institute for Quantum Science and Engineering and department of {2. Southern University of Science and TechnologyShenzhen 518055China Shenzhen Key Laboratory of Quantum Science and Engineering Shenzhen 518055China Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area(Guangdong) Shenzhen 518045China International Quantum Academy Shenzhen 518048China School of Materials Science and Engineering Tsinghua UniversityBeijing 100084China Tsinghua-Foxconn Nanotechnology Research Center Department of PhysicsTsinghua UniversityBeijing 100084China College of Science Beijing University of Chemical TechnologyBeijing 100029China New Cornerstone Science Laboratory Frontier Science Center for Quantum InformationBeijing 100084China Hefei National Laboratory Hefei 230088China

近年发现的反铁磁拓扑绝缘体MnBi_(2.Te_(4)是一种具有多重新奇性质的材料.由于范德瓦尔斯层状结构和层间反铁磁序,这一材料可用于探索在微纳尺度下的器件中独特的拓扑量子现象,比如奇数层MnBi_(2.Te_(4)的量子反常霍尔效应和偶数层的... 详细信息

近年发现的反铁磁拓扑绝缘体MnBi_(2.Te_(4)是一种具有多重新奇性质的材料.由于范德瓦尔斯层状结构和层间反铁磁序,这一材料可用于探索在微纳尺度下的器件中独特的拓扑量子现象,比如奇数层MnBi_(2.Te_(4)的量子反常霍尔效应和偶数层的轴子绝缘态.理论预言,MnBi_(2.Te_(4)轴子绝缘态具有独特的螺旋棱态电流,从而产生非局域输运,但目前还没有在实验上观测到.本文报道了少层MnBi_(2.Te_(4)器件中的输运研究,厚度范围从6层到9层.当系统处于轴子绝缘态时,作者观察到偶数层器件的巨大非局域输运信号.而在同样的磁场范围内,奇数层器件的非局域信号几乎为零,结合理论计算,作者发现这种非局域输运是通过分布在侧面与上下表面之间的棱处的螺旋电流实现的,轴子绝缘态中的螺旋棱态电流的观测有助于对宇称反常的半量子化物理的进一步探索,可能在未来的拓扑和量子器件中发挥其独特的重要作用。

关键词：范德瓦尔斯拓扑绝缘体量子反常霍尔效应量子现象量子化反铁磁序宇称量子器件