用狄拉克δ函数近似值法处理光子真空极化的紫外发散问题

用狄拉克δ函数近似值法的扩展规则,取以紫外发散为特征的双光子真空极化(光子自能)系统为例,导出了正规化公式,与文献中由空-时维度法导得的公式相似.公式以(n↑)为正规化参数,与4维动量有相同的量纲.由此进一步确定系统的树枝图及1-圈图各自的振幅、相对项振幅及系统的重整化振幅,后者与文献中的完全相同.最后确定了相对项拉氏密度.

真空紫外灯单光子电离源的优化及在线检测痕量VOCs的应用

依据快速、准确测量大气环境中痕量挥发性有机物(VOCs)的需求,对单光子电离源进行优化,优化后搭载于飞行时间质谱使用,最低检测限8.9×10^(-12)(体积比),线性动态范围6个量级,不仅可以用于排放源的在线检测,也可以满足大气环境中痕量VOCs在线检测的需求。仪器与预浓缩气相色谱-质谱联用仪开展了48 h的室外空气中痕量VOCs在线对比监测,结果显示两者检测到痕量苯乙烯浓度变化趋势高度一致且检测结果相近,为在线检测痕量VOCs提供了新方法。

真空紫外灯单光子电离源飞行时间质谱仪的研制

研制了真空紫外灯单光子电离源飞行时间质谱仪(Vacuum ultraviolet single photon ionization timeof-flight mass spectrometer,VUV-SPI-TOFMS),包括真空系统、毛细管进样系统、真空紫外灯电离源、垂直加速反射式飞行时间质量分析器和数据采集系统等。仪器采用的真空紫外单光子电离方式,能够将电离能低于紫外单光子能量(10.6eV)的挥发性有机物(Volatile organic compounds,VOCs)电离。与电子轰击源比较,紫外光电离基本无碎片产生,比较适合样品定性分析。结果表明,仪器的质量分辨率优于800(Fullwidth at half maximum,FWHM),质量精度优于1.0×10-4。仪器能够检测出香烟主流烟气中的60多种化合物,对于丙酮、环己烷、乙酸乙酯和甲苯的定性检出限分别为0.33×10-6,0.27×10-6,0.42×10-6和0.11×10-6。本仪器能够实现对各种环境介质(气相、固相、液相)中挥发性有机物的实时、在线检测,若与膜富集、加热进样装置或吹扫捕集系统联用,仪器的灵敏度能得到有效提高。

增、减光子压缩真空态的维格纳函数及其非经典特性

利用Fock态表象下的维格纳(Wigner)函数表示式,重构增、减光子压缩真空态的维格纳函数;依据维格纳函数在相空间中的分布规律,讨论这些量子态的非经典特性.数值结果表明:增、减光子压缩真空态的维格纳函数均出现负值,它们都是具有非经典特性的量子态;这些量子态的维格纳函数与增、减光子数k的取值有关,k取奇数时函数的负性明显大于k取偶数时的状况.此结果为这些量子态的测量提供理论依据.

减光子压缩真空态的相位概率分布

应用Pegg和Barnett提出的相位算符和相位态,研究了减光子压缩真空态的相位概率分布特性。数值计算结果表明,减光子压缩真空态的相位概率分布主要受到相位参数和压缩参数的调节,相位参数使相位概率分布呈峰值结构,压缩参数的变化将影响相位概率分布的峰值强度,此外减光子数对相位概率分布也有较大的影响。

增加光子双模压缩真空态的N次方H压缩效应

通过数值计算,研究了增加光子双模压缩真空态的N次方H压缩效应。结果表明:对于态,光场存在着N次方H压缩效应,而且对于高次方H压缩,在压缩参数较大时,随着场模上光子增加数的增大,N次方H压缩效应增强.

同步辐射真空紫外单光子电离技术及其应用

主要介绍了同步辐射的真空紫外单光子电离技术,及其近年来在化学反应动力学、燃烧化学、大气气溶胶、有机-无机纳米粒子、生物小分子等领域中的应用,并展望了其未来的发展趋势.

多原子测量和腔中真空单光子组合态的隐形传递

提出了一个隐形传送多量子位真空和单光子叠加纠缠腔场态的方案,通过原子与腔场发生非共振与共振相互作用以及控制原子与腔场相互作用的时间实现非破坏测量和交换信息,发现了通过测量原子的状态识别4个Bell腔场态的方法.

真空紫外单光子电离质谱技术的研究进展及其在挥发性有机物在线分析中的应用

真空紫外单光子电离质谱(VUV-SPI-MS)具有广谱软电离、碎片峰少、基质干扰小、灵敏度高、响应时间短等优点,适用于混合挥发性有机物的实时在线分析。本文介绍了VUV-SPI-MS的工作原理和结构组成,概括了其在进样系统、电离源、质量分析器等方面的研究进展,综述了其在大气成分观测及大气化学反应研究、环境监测、食品检测等领域中的在线分析应用研究进展,并对未来的发展方向和发展趋势进行了展望。

高灵敏VOCs在线真空紫外单光子电离飞行时间质谱仪的研制

研制了一种高灵敏度在线膜进样真空紫外电离源飞行时间质谱仪(MI-SPI-TOF MS)用于检测低浓度挥发性有机物(VOCs)。仪器包括真空系统、膜进样接口、真空紫外单光子电离源、垂直加速反射式飞行时间质量分析器和数据采集系统等。该仪器使用聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜作为大气压下直接进样的接口,膜的选择透过性能直接、快速地富集大气中VOCs,可实现快速在线进样检测。真空紫外单光子灯作为电离源,能将电离能低于10.6eV的VOCs电离,形成分子离子峰。结果表明,该仪器的分辨率优于750FWHM,对苯、甲苯、二甲苯和氯苯的检测限达10-12 mol/mol级别,检测速度达秒级,可用于低浓度VOCs的实时在线检测。

光子双模压缩真空态及其叠加态的非经典特性

在光子双模压缩真空态|ξ〉上增加m个光子构成光子双模压缩真空态a+m|ξ〉,利用量子力学的态叠加原理,构造出光子双模压缩真空态的叠加态|ψ〉,并通过数值计算研究了叠加态|ψ〉的非经典特性.结果表明:在一定的条件下,叠加态|ψ〉的平均光子数呈现出崩塌与复原的振荡现象,而且亚泊松特性和位相压缩都比单个a+m|ξ〉态的情况强.

增加光子双模压缩真空态的叠加态

在双模压缩真空态|ξ>的第一个场上模增加m个光子构成增加光子双模压缩真空态α+m|ξ>,再由α+m|ξ>构造出增加光子双模压缩真空态的叠加态|Ψ>,并通过数值计算研究了叠加态|Ψ>的非经典特性.结果表明:在一定的条件下,叠加态|Ψ>的平均光子数呈现出崩塌与复原的振荡现象,而且亚泊松特性和位相压缩都比单个α+m|ξ>态的情况强.

光子增压缩真空态的量子特性

利用产生算符作用在压缩真空态上构建了光子增压缩真空态。利用有序算符积分技术,导出了它的归一化系数。通过对光场的两个正交分量涨落、二阶关联函数、Mandel Q参量的计算,研究了该量子态的非经典性质,讨论了算符作用次数和压缩参数对其量子特性的影响。研究结果表明:随压缩参数增大,态的反聚束效应和亚泊松分布性质减弱;压缩参数大于一定值后光场才呈现出压缩效应;随算符作用次数增加,态的反聚束效应减弱,但态的亚泊松分布性质却增强;增加算符作用次数对增强压缩效应有利。

参数共振腔中光子辐射及压缩效应研究

利用热场动力学方法 (TFD)研究了有限温度下参数共振腔中光子辐射及压缩效应 ,发现在腔场边界作参数共振运动的条件下 ,热场光子的存在会显著地增强纯真空光子辐射效应 ,但不影响所产生光场的压缩效应。

同步辐射单光子电离在二次有机气溶胶研究中的应用

本文介绍了国家同步辐射实验室新建立的二次有机气溶胶试验站及获得的初步实验结果。同步辐射光源可以提供高亮度、高准直性和波长连续可调的真空紫外光。真空紫外光电离是单光子过程,可以克服电子束轰击电离和激光光电离的分子碎片多的缺点,与飞行时间质谱结合,能够有效探测气溶胶的化学成分,尤其是二次有机气溶胶的化学成分。该方法为深入研究挥发性有机物光氧化生成二次有机气溶胶的动力学及其形成机理,提供了一种全新的研究手段。

激光过程中真空态和单光子叠加态的量子特性

采用热纠缠态表象和有序算符内的积分技术,通过求解密度矩阵主方程,导出了真空态和单光子叠加态在激光过程中的Wigner函数和光子数分布的解析表达式。采用数值计算方法,给出了腔场的增益和衰减常数等参数取确定值时真空态和单光子叠加态的Wigner函数、负部体积和光子数分布的演化曲线。通过比较Wigner函数负值区域的变化,讨论了耗散过程对该量子态量子特性的影响。研究结果表明:随耗散过程进行,态的Wigner函数负值范围和负值深度都在逐渐减小,直至负值消失。

二态物论

自然界是物质的,物质是量子化的;物质具有流体态和刚体态两种状态,这两种状态的物质是相互作用、相互依存和相互转化的。爽子的能量守恒和基本粒子的质量守恒是对称的,爽子的时间守恒和基本粒子的绝对速度守恒是对称的,爽子和基本粒子又是可以相互转化的,因此物质是CPT对称的。宇宙是由物质构成的,宇宙是对称的、守恒的。

线性共振力作用下扩散过程中粒子数叠加态的退相干

利用有序算符内的积分技术和热纠缠态表象,导出了线性共振力作用下扩散过程中密度矩阵主方程的解,给出密度算符的演化公式.并求出了真空态和单光子叠加态Wigner函数的解析表达式.采用数值计算方法,描绘了Wigner函数的演化曲线,以及负部体积随耗散时间的演化曲线.通过对Wigner函数演化曲线的分析,讨论了耗散过程和线性共振力作用对其量子特性的影响.研究结果表明:随耗散时间延长,真空态和单光子叠加态的Wigner函数负值范围和负值深度都在逐渐减小,直至消失;另一方面,线性共振力会使Wigner函数发生平移.

光子扣除(增加)压缩真空态与压缩猫态的保真度

解析推导了任意光子扣除(增加)压缩真空态与压缩猫态的保真度.研究表明,无论是光子增加还是光子扣除,最大保真度都随光子增加或扣除数目的增加而增加,且最大保真度对应的叠加态振幅也增加;此外,对于相同数目的增加和扣除光子数,光子增加后的最大保真度所对应的叠加态振幅比光子扣除所对应的叠加态振幅要大,而最大保真度略小一些.尽管目前从实验上实现光子增加比光子扣除困难较大,但光子增加也可以成为获得大振幅猫态的一个有力手段.