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复空间第一性原理有效算符研究

中国科学:物理学力学天文学 2025年

作者：许志成王思敏许甫荣复旦大学现代物理研究所国家自然科学基金委-上海核物理理论研究中心复旦大学北京大学物理学院核物理与核技术国家重点实验室中国科学院近代物理研究所南方核科学中心

核物理第一性原理计算(Ab Initio, First Principle)在近30年来取得了长足的发展,是当今理论核物理研究的先进方法.它从能够高精度复现核子-核子散射数据的现实核力出发,实现了对原子核结构的精确描述,并给出了可靠预言.对远离原子核β... 详细信息

核物理第一性原理计算(Ab Initio, First Principle)在近30年来取得了长足的发展,是当今理论核物理研究的先进方法.它从能够高精度复现核子-核子散射数据的现实核力出发,实现了对原子核结构的精确描述,并给出了可靠预言.对远离原子核β稳定线的弱束缚和非束缚奇异原子核的研究是目前核物理领域研究的前沿,研究这些奇异原子核需要合适地考虑共振态、连续态带来的影响.复空间第一性原理多体微扰理论结合了手征有效场论现实核力和能自洽包含连续态效应的Berggren基,实现了对这些奇异原子核结构的合理描述.为研究连续态效应对滴线区原子核可观测量的影响,在复空间第一性原理计算的多体方法基础上发展出了能自洽考虑价空间和补空间中关联的有效算符方法.这是国际上首次将共振与连续态耦合包含在价空间有效算符的计算中,能自洽地描述滴线区不稳定原子核的能谱、β衰变及其他可观测量.在此基础上,对连续态效应与手征现实核力对原子核能谱、β衰变、电磁跃迁等一系列可观测量的综合影响进行了深入研究.本文综述了复空间第一性原理有效算符研究方面取得的进展.

关键词：第一性原理有效算符共振态连续态滴线区原子核

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铁砷化物超导体的自旋激发谱

物理学报 2025年第1期74卷 63-77页

作者：李泽众洪文山谢涛刘畅罗会仟中国科学院物理研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 中山大学物理学院广州510275

铁基超导体的多结构体系和丰富的磁性物理为理解非常规超导微观机理提供了广阔的平台,其中自旋涨落被认为是超导配对的最可能媒介.本文以铁砷化物超导体为例,系统总结了铁基超导体自旋激发谱的非弹性中子散射研究结果,并探讨了相关的普... 详细信息

铁基超导体的多结构体系和丰富的磁性物理为理解非常规超导微观机理提供了广阔的平台,其中自旋涨落被认为是超导配对的最可能媒介.本文以铁砷化物超导体为例,系统总结了铁基超导体自旋激发谱的非弹性中子散射研究结果,并探讨了相关的普适规律;重点介绍了铁砷化物超导体中低能自旋激发与超导电性的直接联系,即中子自旋共振模的行为,以及高能自旋激发谱的色散关系、强度分布、总体磁矩等特征,并充分比较了与铜氧化物高温超导体的异同.

关键词：铁基超导体高温超导非弹性中子散射自旋激发谱自旋涨落

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2024年度大地测量学领域国家自然科学基金项目评审与资助成果分析

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武汉大学学报(信息科学版) 2025年第1期50卷 11-19页

作者：程惠红赵倩国家自然科学基金委员会地球科学部北京100085 中国地震局地震预测研究所北京100036

详细梳理并介绍了2024年度大地测量学领域国家自然科学基金各类项目的受理、申请和资助概况,并分析了申请项目的研究方向、依托单位、学科交叉和科学属性。2024年度集中受理项目申请692项,较2023年增加27.44%,其中面上项目大幅增加49.32... 详细信息

详细梳理并介绍了2024年度大地测量学领域国家自然科学基金各类项目的受理、申请和资助概况,并分析了申请项目的研究方向、依托单位、学科交叉和科学属性。2024年度集中受理项目申请692项,较2023年增加27.44%,其中面上项目大幅增加49.32%。统计分析申请项目的研究方向和关键词表明,学科研究热点集中分布在卫星定位、导航与授时、地震大地测量、卫星重力等领域。

关键词：大地测量学项目申请项目资助国家自然科学基金

碳原子和离子轫致辐射过程中电子屏蔽效应研究

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物理学报 2025年第3期74卷 40-50页

作者：闫彤刘爱华焦利光吉林大学原子与分子物理研究所长春130012 吉林大学物理学院长春130012

轫致辐射作为原子物理中重要的辐射过程,在天体物理、等离子体物理、磁约束和惯性约束核聚变等领域具有重要研究意义.本文基于相对论分波展开方法研究了中高能电子碰撞中性碳原子以及各价态碳离子的轫致辐射过程,并探讨电子屏蔽效应对... 详细信息

轫致辐射作为原子物理中重要的辐射过程,在天体物理、等离子体物理、磁约束和惯性约束核聚变等领域具有重要研究意义.本文基于相对论分波展开方法研究了中高能电子碰撞中性碳原子以及各价态碳离子的轫致辐射过程,并探讨电子屏蔽效应对轫致辐射截面及角分布的影响.利用Dirac-Hartree-Fock理论构建靶原子波函数,在中心场近似下建立电子-靶原子相互作用势,基于相对论分波展开方法通过数值求解Dirac方程得到电子连续态波函数,对不同价态碳离子的轫致辐射单重、双重微分截面以及角分布函数进行详细计算,分析电子屏蔽效应在不同入射电子能量和出射光子能量下的作用.结果表明,电子屏蔽效应会使轫致辐射单重和双重微分截面降低,在较低能电子入射时以及软光子区域抑制效果显著,而随着入射电子能量和出射光子能量的增加,电子屏蔽效应不断减弱.电子屏蔽效应对轫致辐射角分布的影响则较不明显.

关键词：轫致辐射碳原子及离子微分截面形状函数电子屏蔽效应

中国组在Belle和Belle II实验上物理研究进展

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中国科学:物理学力学天文学 2025年

作者：李郁博贾森苑长征沈成平西安交通大学物理学院东南大学物理学院中国科学院高能物理研究所复旦大学现代物理研究所

KEKB是位于日本筑波市高能加速器研究机构（KEK）的正负电子对撞机,Belle是运行于其上的探测器.KEKB升级后称为superKEKB,是世界上瞬时对撞亮度最高的加速器,Belle探测器也同时升级为Belle ***和superKEKB的对撞能量在（4S）共振峰及其... 详细信息

KEKB是位于日本筑波市高能加速器研究机构（KEK）的正负电子对撞机,Belle是运行于其上的探测器.KEKB升级后称为superKEKB,是世界上瞬时对撞亮度最高的加速器,Belle探测器也同时升级为Belle ***和superKEKB的对撞能量在（4S）共振峰及其附近,可以产生大量B介子数据,因此Belle又被称为B工厂实验,Belle II被称为超级B工厂实验.2001年Belle实验和位于美国斯坦福大学的BaBar实验在B介子衰变中发现了粒子-反粒子变换与宇称联合反演（CP）对称性破坏,证实了小林-益川理论,使得小林诚和益川敏英获得2008年诺贝尔物理学奖.除此之外,B工厂展示了利用其海量数据进行多方面研究的优势,在粒子物理的多个方向都作出了重要发现,尤其是2003年Belle实验首次发现具有奇特性质的强子态X（3872）,开启了研究奇特强子态研究的新篇章.Belle和Belle II实验的中国组在粲强子、B物理、奇特强子态、底偶素、超出标准模型的新物理等方面开展了一系列测量,获得了重要的研究成果,包括发现四夸克态Zc（3900）、精确测量D介子的混合参数、首次测量粲重子Ξc的绝对衰变分支比、确定（1S）辐射衰变到含τ+τ-末态轻希格斯粒子的最高灵敏度上限等.本文简要回顾中国组在Belle和Belle II实验上物理研究成果,献礼复旦大学建校120周年.

关键词： Belle实验 Belle II实验中国组粲强子 B衰变底偶素奇特强子态

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双输出SiPM前置放大器设计与分析

核技术 2025年第1期48卷 85-91页

作者：龙源黄跃峰侯会良陈永忠中国科学院上海应用物理研究所上海201800 中国科学院大学北京100049

为了适配闪烁体与硅光电倍增器(Silicon Photomultiplier,SiPM)耦合探测器的不同应用场景,设计了基于OPA855芯片的跨阻放大器(Transimpedance Amplifier,TIA)和电压反馈放大器(Voltage Feedback Amplifier,VFB)。理论设计上考虑了两类前置放大器的带宽和噪声问题,采用PSpice for TI软件仿真验证其可行性,并通过阶跃响应和噪声测量验证其性能参数。在室温条件下,采用SiPM耦合掺铈钆铝镓石榴石(Cerium-doped Gadolinium Aluminum Gallium Garnet,GAGG(Ce))探头对^(241)Am源进行系统测量。结果表明:跨阻放大器的带宽为101 MHz,低于电压反馈放大器的381 MHz,但其基线噪声σ_(noise)≈448.32μV优于电压反馈放大器的σ_(noise)≈680.96μV;电压反馈放大器和跨阻放大器分别满足GAGG(Ce)探头快输出脉冲上升沿时间(2 ns)和标准输出脉冲上升沿时间(20 ns)的带宽设计需求。两类前置放大器均可满足不同场景下对高带宽和低输入噪声的需求,并与SiPM不同的输出模式相匹配。受限于电路的固有噪声和SiPM的输入电容,设计的跨阻放大器适合于能量测量和小面积SiPM应用,而电压反馈放大器更适合时间测量和大面积SiPM阵列。

关键词：硅光电倍增器前置放大器 GAGG(Ce) 闪烁体探测器噪声

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致密天体在活动星系核吸积盘中的迁移

科学通报 2025年第3期70卷 363-372页

作者：彭朋陈弦北京大学物理学院天文学系北京100871 北京大学科维理天文与天体物理研究所北京100871

对活动星系核吸积盘中恒星级致密天体的研究,始于20世纪人们对类星体光谱中金属发射线的观测和理论研究工作.近年来,由于引力波观测取得的长足进展,尤其是地面引力波探测器发现了一批大质量的恒星级双黑洞,相关的理论研究更加受到人们... 详细信息

对活动星系核吸积盘中恒星级致密天体的研究,始于20世纪人们对类星体光谱中金属发射线的观测和理论研究工作.近年来,由于引力波观测取得的长足进展,尤其是地面引力波探测器发现了一批大质量的恒星级双黑洞,相关的理论研究更加受到人们的重视.这些研究工作发现,星体在活动星系核吸积盘中的迁移过程对理解大质量致密天体的形成和演化具有重要作用.为了梳理这个领域的观测和理论进展,并且总结未来可能的发展方向,本文回顾了致密天体在活动星系核吸积盘中迁移的主要机制,其中包括与吸积盘撞击导致的星体角动量损失、潮汐力矩激发的密度波对星体的反作用、气体非开普勒运动导致的星体吸积和动力学摩擦效应,以及最近提出的一些新机制,如热力矩以及第三体的引力影响等.此外,本文还总结了与致密天体迁移过程相关的天文学观测现象,比如类星体金属增丰,以及恒星级双致密天体或者极端质量比旋近产生的引力波等.最后,本文总结了该领域仍然存在的一些重要理论问题以及值得进一步研究的方向.

关键词：引力波致密天体活动星系核吸积盘流体力学

高衍射效率偏振无关合束光栅的双层梯形槽形设计与分析

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中国光学(中英文) 2025年第1期18卷 53-62页

作者：孙澳王瑞鹏孙雨琦王新宇李文昊姜岩秀中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

为了满足强激光系统对于合束光栅的宽带、高衍射效率及偏振无关的需求,本文提出了一种具有双层梯形结构的偏振无关合束光栅。首先,基于严格耦合波理论,建立了一种以粒子群优化算法为核心的偏振无关合束光栅设计模型,通过随机生成特征波... 详细信息

为了满足强激光系统对于合束光栅的宽带、高衍射效率及偏振无关的需求,本文提出了一种具有双层梯形结构的偏振无关合束光栅。首先,基于严格耦合波理论,建立了一种以粒子群优化算法为核心的偏振无关合束光栅设计模型,通过随机生成特征波长实现效率特性寻优。然后,详细分析了单层梯形和双层梯形结构光栅的槽深、占宽比、侧壁倾角等结构参数对光栅衍射效率及带宽的影响。最后,对两种结构光栅的电场增强特性进行分析讨论。结果表明,双层梯形结构偏振无关合束光栅在51 nm(1038~1089 nm)带宽范围内实现99%以上的理论衍射效率,相比传统单层梯形结构具有更大的工艺容差,容差范围内均满足30 nm带宽和98%的高衍射效率,同时具有更低的光栅近场增强,可以拥有更强的抗激光损伤能力。本文提出的宽带高衍射效率双层梯形结构光栅可以提高激光系统的输出功率,在激光合束领域具有重大的应用价值。

关键词：衍射光栅偏振无关工艺容差电场

LHCb实验上核物质效应的重味探针研究进展

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科学通报 2025年第1期70卷 70-82页

作者：陈缮真朱相雷中国科学院高能物理研究所北京100049 清华大学工程物理系北京100084

相对论重离子碰撞实验的首要物理目标是产生极端高温高密的夸克胶子等离子体新物态并研究其性质.重味强子是碰撞中产生的热密核物质性质和强相互作用非微扰特性的重要实验探针.与之相关的多个实验观测量,比如核修正因子和粒子产额比,表... 详细信息

相对论重离子碰撞实验的首要物理目标是产生极端高温高密的夸克胶子等离子体新物态并研究其性质.重味强子是碰撞中产生的热密核物质性质和强相互作用非微扰特性的重要实验探针.与之相关的多个实验观测量,比如核修正因子和粒子产额比,表现出对热密核物质效应的敏感性.然而,基于它们来定量提取热密核物质性质还需要对碰撞中的冷核物质效应进行定量限定.LHCb实验参与了LHC上重离子碰撞数据获取,在其独特的前向快度区系统地测量了质子-铅核等碰撞中多种粲、底强子和重夸克偶素的核修正因子以及多种重味强子的产额比,对核物质效应和重味夸克强子化机制进行了深入研究.本文将介绍LHCb实验在这些研究中取得的新进展和未来研究方向.

关键词：大型强子对撞机 LHCb实验相对论重离子碰撞夸克胶子等离子体核物质效应重味

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