极端相对论粒子量子卡诺热机热力学优化

以一维无限深势阱中的极端相对论粒子为工质,建立量子卡诺热机循环模型,导出循环的功率、效率、有效功率等性能参数的表达式,研究热漏系数等参数对循环性能的影响。结果表明:热漏系数对效率有较大影响,工质温比对无量纲功率、有效功率均有较大影响,粒子处于第一激发态能级的概率对功率和效率都有明显影响;有效功率是功率和效率的最佳折中。

极端相对论性正负电子对等离子体中横振荡的色散关系

由伏拉索夫方程和费米分布函数的相对论性修正形式推导出相对论性正负电子对等离子体中横波的色散方程,对等离子体中的横波进行解析研究,得到长波支和短波支的色散关系。从解析的色散曲线发现了与Mikhailovskii在极端相对论性情况下对于电子-离子等离子体中色散关系研究相类似的结果:在极端相对论性等离子体中横波的解析色散曲线具有不连续性。基于解析色散曲线的不连续性,进而采用数值计算的方法求解了完整的等离子体色散方程,得到其数值解,数值色散曲线可将解析上的长波和短波衔接起来,使其成为一条完整的色散曲线。

激光等离子体中极端相对论性电子的朗缪尔湍动加速

从理论上研究了激光等离子体中极端相对论性高能电子的朗缪尔激元湍动加速,得到了高能电子的加速谱。这种加速谱具有指数的形式,和实验所得到的结果相符。

极端相对论电子对横等离子体波的散射

计算了极端相对论电子对横等离子体波的Compton散射与非线性散射 ,给出了极端相对论电子对横等离子体波的散射概率及散射谱 ,该谱与真空中极端相对论电子对单色入射光的逆Compton散射谱有着明显的不同 。

微正则系综中极端相对论量子理想气体高温条件下压强的涨落

微正则系综中的基本热力学函数是熵 ,根据其极值性质 ,将系统中涨落的熵S在平衡态之熵S0 附近作泰勒级数展开 ,只保留压强P增量的二级项 ,得到压强P的相对涨落强度。根据量子气体的粒子数密度和能量密度的结论 ,通过严格的理论推算 ,求得量子理想气体、极端相对论量子理想气体的压强和定容热容量 ,得出这两种物理模型在高温低密度条件下压强涨落规律。对比经典理想气体、量子理想气体和极端相对论量子理想气体 3种物理模型的压强涨落规律可以发现 。

理想体系高温条件下极端相对论量子态方程

根据不确定关系给出量子化特征温度的估计值,再依据量子统计的态密度和能量密度给出高温条件下的特征温度、相对论状态方程及其能量的解析式,并对结果进行了理论分析。

极端相对论下的谐振子能谱

求解极端相对论下的一维谐振子体系的能谱

射电喷流中Alfven湍动对极端相对论电子的加速(英文)

The temporal cvolution of relalivistic electrons in radio jets is obtained by numerically solving the kinetic equation of the interaction between charged particles and Alfven turbulence, including synchrotron radiation loss. The energy of relativistic eieclrons can be accelerated to as high as Lorentz factor r-106. The energy spectrum of energetic eietrons is a power law, and the acceleration time is about 1012-1014 seconds. The energy spectum index of electrons is almost indcpcnded on the Alfven wave spectrum index and synchrotron loss, The latter affects the energy up-limit of acceleration.

Lund模型和极端相对论系统的量子能谱

讨论极端相对论量子系统的能谱问题.从给出一个典型的极端相对论系统(Lund模型)的精确解及证明一个新的维里定理这两方面来演示了动能形式对能谱的影响.

极端相对论性重离子碰撞横能分布的Glauber理论

提出了一个极端相对论性重离子碰撞横能分布的几何模型，并表明它可以从高能碰撞过程的Ｇａｕｂｅｒ理论推出．对于６０和２００ＡＧｅＶ１６Ｏ＋１９７Ａｕ的横能分布ｄσ／ｄＥＴ计算的结果与ＣＥＲＮＮＡ３５组的测量符合得很好．还简单地讨论了与其它几何模型的关系．

相对论条件下的三体衰变能量分布

分析了在初动量为零时的等质量三体衰变问题.借助Dalitz图,研究衰变后能量在3个碎片中的分配关系,以及在Dalitz图中的形状.分析了在Newton经典力学、极端相对论和非极端相对论情形下的Dalitz图.在数学上分析图像差异,讨论其根源,并介绍其应用.

不可逆量子矩形循环的功率、效率和有效功率分析与优化

应用有限时间热力学理论建立不可逆量子矩形循环模型,循环工质为无数个囚禁于一维无限深势阱中的极端相对论粒子。该循环由两个等势阱力过程、两个等势阱宽度过程组成,考虑工质与热源间的传热和高低温热源之间的热漏损失,导出循环的无量纲功率、热效率和有效功率的表达式,研究其最优性能。结果表明:无量纲功率与热效率的关系曲线呈扭叶形;量子矩形循环的最优工作区间处于最大功率和最高效率之间;随着热漏系数增大,热机的最优设计区间缩小;有效功率与热效率的关系曲线也呈扭叶形;热机在最大有效功率工作点的效率大于在最大功率工作点的效率。

量子卡诺循环

以经典理想气体为工质的卡诺热机循环由两个等温和两个绝热过程构成,热机可逆时,它的效率为最大。本文建立一种量子卡诺热机循环模型,该量子卡诺热机循环以一维无限深势阱中极端相对论粒子系统为工质。通过分析,发现该量子卡诺热机循环中的等温和绝热过程和经典卡诺热机的等温和绝热过程具有相似之处,它的效率表达式和经典热力学的可逆卡诺热机的效率表达式也类似,只是用系统的哈密顿量的期望值即系统的能量平均值代替经典热力学中的温度。

粒子系统压强公式适用性的讨论

证明了非相对论粒子系统压强P3V=和极端相对论粒子系统压强P3V=不仅适用于孤立系统,而且也适用于封闭系统和开放系统。

巨正则系综在高温低密度条件下强度量涨落的一级近似

根据理想量子气体的粒子数和能量的密度,通过严格的理论推算,给出弱简并性气体在高温低密度条件下非相对论和极端相对论能量;再由巨正则系综中能量和压强相对涨落的公式,采用合理的近似方法,给出巨正则系综能量和压强相对涨落的一级近似.

不可逆量子斯特林热泵循环性能分析与优化

建立了以一维无限深势阱中极端相对论粒子为工质的不可逆量子斯特林热泵循环模型。考虑高低温热源之间的热漏,导出了循环的性能系数与无量纲泵热率的表达式。分析了循环性能与各性能参数之间的关系。研究发现,热泵的性能系数与无量纲泵热率都随粒子在状态1进处于激收态上的占有几度单调递减,性能系数与无量纲泵热率都是势阱宽度比的凸单调函数。无量纲泵热率关于性能系数的关系曲线为回原点的扭叶型,并确定了该不可逆量子斯特林热泵的最优运行区间。

同步辐射瑞利-金斯波场对高能电子加速

由分析可知,在光学厚的介质中麦氏分布的极端相对论电子在磁场中能产生同步加速辐射,其辐射谱为瑞利-金斯谱。基于Fokker-Planck方程,这种波场对快电子的加速将产生幂律分布的电子能谱。考虑到日冕活动区的物理条件,在太阳耀斑中观测到的10 Mev左右的电子能谱很可能就是由同步加速辐射加速快电子产生的。

高能辐射机制与伽玛射线暴瞬时辐射的研究

伽玛射线暴（简称伽玛暴）是宇宙中最为猛烈的高能爆发,它是一种随机出现的短时标脉冲式现象,自20世纪60年代被Vela卫星发现以来,一直都是天体物理学家所关注的研究热点.1997年BeppoSAX卫星首先发现了伽玛暴的余辉,后来又帮助测定了伽玛暴的红移,因而确定伽玛暴是起源于宇宙学距离上的现象.现在通常认为,持续时标长于2 s的长暴起源于大质量恒星的坍缩,而时标短于2s的短暴来自双致密星的并合.对伽玛暴的研究可以帮助人们了解极端相对论、极端高能条件下的物理过程,也可以帮助其他领域的研究,如限制宇宙学模型等.

伽玛射线暴研究——高能天体物理的研究热点

我国科学家在伽玛射线暴研究领域。开辟了伽玛射线暴起源研究的新途径。发现了两种类型介质——星风介质和致密介质：提出了伽玛射线暴的相变机制，解决了以往模型存在的重子污染问题。并可用以解释三种完全不同的高能暴：提出了一个新的动力学演化统一模型．可以完整地描述余辉从极端相对论到非相对论的整个演化过程。