立方Mg_(3)P_(2)弹性性质的理论计算研究

在密度泛函理论(DFT)的基础上,通过第一性原理计算方法在理论上研究了磷化镁(Mg_(3)P_(2))立方Ia3相的弹性性质。运用应变能-应变(E-S)和应力-应变(S-S)两种计算方法获得了立方Ia3 Mg_(3)P_(2)的单晶独立弹性常数和弹性柔顺常数。S-S方法与文献值吻合更好,在此方法的基础上获得了其多晶弹性模量,如弹性模量E、剪切模量G等,还获得了B/G、泊松比、各向异性因子等一系列物理参数。表明立方Ia3 Mg_(3)P_(2)是处于力学稳定状态,同时反映出其具有韧性的特点。表示弹性性质对晶体方向依赖性的杨氏模量及线性压缩系数等的三维曲面图像直观反映出立方I a3 Mg_(3)P_(2)的各向异性程度较弱与各向异性因子反映出的信息一致。此外,计算了Ia3 Mg_(3)P_(2)的德拜温度及不同方向上的声速,结果给出Ia3 Mg_(3)P_(2)原子间作用力弱,且在零温零压下,纵波沿[111]方向传播最快,横波沿[110]方向最慢。

F43m-XP(X=B/Al/Ga/In)的电子结构和力学性质的理论研究

基于密度泛函理论(DFT)对第ⅢA族二元磷化物F43m-XP(X=B/Al/Ga/In)的电子结构和弹性力学特性进行模拟,探究原子半径的大小对其的影响。弛豫后F43m-XP(X=B/Al/Ga/In)的结构参数与实验数据相符。半导体材料F43m-XP(X=B/Al/Ga/In)的单晶独立弹性常数Cij由能量与应变(E-S)和应力与应变(S-S)两种方法。材料的多晶弹性模量表明在0GPa下,F43m-XP(X=B/Ga)为脆性共价化合物,而F43m-XP(X=Al/In)为韧性离子化合物。各向异性因子和不同方向上的弹性模量(E)、剪切模量(G)、线性压缩系数(β)及泊松比(σ)展示了材料的各向异性程度,F43m-In P相对于F43m-XP(X=B/Al/Ga)的各向异性较强。此外,F43m-XP(X=B/Al/Ga/In)的德拜温度和声速会随着原子半径的增大而减小。

基于机器学习从逐事件重离子碰撞提取物理信息

在重离子碰撞实验和输运模型模拟中均可逐事件获取观测量数据,然而,利用重离子碰撞研究核物质性质时通常只使用观测量对所有事件的平均值。机器学习拥有强大的数据分析和处理能力,可有效利用逐事件观测量数据中包含的丰富信息。本文通过极端相对论量子分子动力学(UrQMD)模型和机器学习算法的结合,为相关问题的研究提供新途径。研究结果显示,机器学习方法可从逐事件的观测量数据中提取关键物理参数的信息。此外,利用机器学习中特征量重要性归因方法,还可找出对提取相关参数最重要的特征量,从而对研究这些问题提供有价值的参考。

自旋-轨道耦合玻色爱因斯坦凝聚中多能级绝热消除理论

在量子光学中,绝热消除可以简化多能级量子系统,它通过消除快速振荡自由度、保留慢变量动力学,从而获得系统的有效描述.绝热消除在量子模拟和量子精密测量中具有重要应用,比如利用三能级拉曼耦合和绝热消除人们在超冷原子中实现了自旋-轨道耦合.本文在三能级绝热消除的基础上研究三能级非厄米系统与多能级系统中绝热消除的理论方法及其推广,验证了绝热消除理论在非厄米系统和多能级系统中的有效性与准确性.本文研究可为耗散的多能级量子系统中的态制备和动力学操控提供理论基础.

半经典方法研究强场物理中的非次序双电离

基于线极化场中的半经典原子再散射模型,修正外场为椭圆极化场,研究了与椭圆极数和频率相关的Ne原子非次序双电离问题。数值模拟结果与实验测量结果定性一致。

三维数值模拟射频热等离子体的物理场分布

射频热等离子体的产生包含了丰富、复杂的物理场分布,正确认识这些物理场分布对射频热等离子体在工业领域的应用有指导作用.本文建立了三维射频热等离子体的热-电-磁-流动强耦合数学物理模型,考虑了感应线圈的真实螺线管结构,开发了用于计算三维射频热等离子体复杂电磁场的C++程序代码,计算了射频热等离子体重要物理场,如温度场、流场和电磁场的分布情况.结果表明,射频热等离子体各物理场分布具有三维非对称效应,感应线圈结构对温度场和流场的空间分布有重要影响.研究结果对优化、控制射频热等离子体的实际应用过程有重要的指导意义.

随机两体耗散诱导的非厄米多体局域化

本文数值研究了在一维非厄米的硬核玻色模型中由随机两体耗散诱导的非厄米多体局域化现象.随着无序强度的增强,系统的能谱统计分布从AI■对称类向二维泊松系综过渡,多体本征态的归一化参与率展示了从有限值到接近零的转变,半链纠缠熵服从体积律到面积律的转变,动力学半链纠缠熵表现为从线性增长到对数增长的转变.数值结果表明,在该模型中由随机两体耗散诱导的非厄米多体局域化现象的鲁棒性.该研究结果为非厄米系统中多体局域化的研究提供了新的视角.

具有平带的一维十字型晶格中重返局域化现象

数值研究了在具有平带的一维十字型晶格中引入准周期调制所诱导的重返局域化现象.当参数Δ≠0时,此平带系统等价于存在一个双频率调制的行为.通过数值求解分形维度、平均逆参与率、平均归一化参与率等序参量证明了在一维十字型晶格中随着调制强度的增加会经历2次局域转变,即发生第1次局域化转变进入完全局域相后,继续增加调制强度,一些局域态重新恢复成了退局域化态,进一步增加调制强度,系统将再次进入完全局域化相.最后给出了局域化相图.当参数Δ=0时,此系统仅存在单频率调制.通过解析和数值求解证明了,系统存在解析的迁移率边,但不存在重返局域化.该研究结果为平带系统中重返局域化的研究提供了参考,也为重返局域化的研究提供了新的视角.

一维接触排斥相互作用单自旋翻转费米气体的基态和淬火动力学性质

基于严格解方法,研究了一维排斥相互作用单自旋翻转费米气体的基态和淬火动力学性质.借助Bethe波函数,基态和不同本征态之间的单体关联函数和两体关联函数可以表示为简单函数之和,这一简洁形式可以极大地降低计算难度.系统初始状态为无相互作用的基态,当迅速把相互作用强度调节为有限大时,动量分布和关联函数出现周期性的振荡行为;当相互作用调节为比较弱时,振荡周期性好且振荡幅度小,系统可以用二能级模型近似;当相互作用调为非常强时,振荡周期性变差且振荡幅度大,但是依然存在主周期.此时整体偏离初态较远,但是在时间为mL^(2)/(2πh)时系统非常接近初态.

级联环境下三量子比特量子关联动力学研究

基于与各自的级联环境相互耦合的三个独立的量子比特系统,详细考察了强、弱耦合体系下腔-腔耦合强度Ω和腔衰减率Γ1对负性纠缠度、Bell非定域性和纠缠目击的影响.结果表明:Bell非定域性和纠缠目击都可以出现猝死和猝生现象;Γ1=0时,随着W的增加,三者在历经短时阻尼振荡后,均会随时间达到各自的稳定值,且该稳定值随着Ω的增大而增大.同时,三者在弱耦合体系的量值或存活时间都优于强耦合体系.此外,非零Γ1对量子关联有着很大的负面效应.于是,为了更好地抑制量子关联损失,进一步分析了弱测量和测量反转操作的有效调控作用,得到一些有趣的结果.

基于微焦点CT与数据约束模型的古代家猪牙齿显微结构研究

本文对一例考古发掘出土的古代家猪下颌骨及牙齿进行了微焦点CT成像,通过加置滤波片有效减弱了线束硬化对CT图像的影响。基于数据约束模型(DCM)对样品三维结构进行了定量计算,获取了包含小于CT图像体元尺寸在内的样品跨尺度结构信息。对样品中孔隙及高吸收组分的联通特性进行了跨尺度计算,得到这两种组分的三维团簇分布。与常见的图像阈值分割法相比,DCM模型有效减弱了部分体积效应对图像分析的影响。本文研究结果为考古样品的内部形态测量、结构分析提供了数据基础,为考古样品的数字建模存档提供一种新的方法。

冷原子物理中的一维少体问题

作为构成量子多体系统的基本单元,一维少体系统的研究不仅可以在理论上为多体系统的量子关联及动力学等性质提供更为基本的理解,也可以为实验上制备多体系统提供更加方便和功能更加全面的方法.本文回顾了冷原子物理中一维少体系统最新的实验和理论进展.首先介绍了少体实验中实现的谐振子势阱中确定原子数的精确制备,亚稳态势阱和双阱系统中原子的隧穿,以及强相互作用下等效自旋链的实验结果.然后深度解析了理论研究方面,特别是基于精确可解模型的一些重要结果,包括亚稳态势阱中相互作用原子的隧穿概率,以及相应实验上常见势阱的能谱分析、密度分布、隧穿动力学以及强相互作用极限下的有效自旋链模型等.

正交FeH_(5)结构、力学和电子性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论(DFT)对在300 GPa下正交Cmca-FeH_(5)晶体的结构、力学及结构电子特性进行理论研究。获得了Cmca-FeH_(5)的晶格常数和键长,计算结果与之前的理论数据相符合;计算分析了其能带结构和电子态密度,表明压强为300 GPa时Cmca-FeH_(5)呈弱金属性;采用能量-应变(E-S)和应力-应变(S-S)两种计算方法得到了Cmca-FeH_(5)的单晶独立弹性常数C_(ij)和s_(ij)以及其多晶弹性模量等值。分析发现在300 GPa下Cmca-FeH_(5)是力学稳定的且呈韧性。通过对Cmca-FeH_(5)的各向异性因子、杨氏模量和线性压缩系数的三维立体图像的分析,说明其具有弹性各向异性。在压强300 GPa时Cmca-FeH_(5)的德拜温度值相对较高,其原子之间的键合能力较强。

关于地球中反中微子信号的研究

介绍了地球中反中微子的产生方式,并对反中微子的探测方式进行了说明.通过对能量分布函数的假设,研究了214Bi衰变产生反中微子的特有信号,并描述了偏移参数t对信号的影响.

中子星性质的研究

对中子星状态方程作了简介,对核物质能量密度的计算的近似方法作了说明。以此为基础,研究了相互能对总能量的贡献,把相互能引入计算中,得到中子星质量、半径及密度的关系。

双腔双光力系统中的光非互易传输特性

光学非互易器件是光学系统中重要的组成部分,例如光隔离器.为了提高这类器件的隔离特性,提出一种双腔双光力系统,系统以两种大小不同的光力耦合强度分别与两光学腔相耦合.该系统在红失谐场的驱动下,通过调控相位差既可以实现光非互易现象,又能决定光在系统中透过与隔离的方向,这种性质来源于光力耦合相互作用和光学腔模耦合之间的量子干涉效应.研究过程中把系统中相关算符用其平均值加各自的相对涨落值来表示,然后由涨落值利用输入-输出关系得到系统的传输振幅,进而得到系统隔离率.讨论了系统隔离率随光力耦合强度变化的分布情况,发现两个力学振子的共同作用能使系统有更高的容错率.该系统通过选用一个品质因数更高的力学振子,能够实现两种特定频率光的较大隔离率,并且同时能够保证共振频率信号的反向传输.

双组分玻色-爱因斯坦凝聚体的混溶性

基于包含Lee-Huang-Yang修正的物态方程,研究了具有排斥相互作用的双组分玻色-爱因斯坦凝聚体在平均场弱失稳区间的基态相图.根据相平衡条件,确定了等质量混合体系中不混溶态、部分混溶态以及均匀混溶态之间的相边界.在原子密度足够稀薄的情形下,给出了相边界和量子临界点的解析表达式.讨论了密度响应的静态极化率在量子临界点附近的发散行为.对于不等质量的双组分凝聚体,利用低浓度展开的物态方程,得到了部分混溶态出现的阈值密度,并提出了判断部分混溶构型的解析方法,为钠、钾、铷等冷原子混合体系的实验观测提供了明确的理论指引.

耗散诱导的非厄米边缘爆发重现

开放量子系统在一定程度上可由等效的非厄米哈密顿量来描述,因此探究非厄米系统的耗散作用有许多重要的现实意义.本文研究了开边界条件下一维非厄米系统中与耗散强度相关的动力学规律,发现耗散可诱导边缘爆发重新出现.粒子在开边界条件下的一维非厄米耗散晶格系统中进行含时演化后,系统存在边缘爆发即在边缘处有较大的粒子损失概率,而增大胞内跃迁强度后边缘爆发消失,研究发现若增大或者减小耗散强度,边缘爆发会重新出现.这种重现的与原先的边缘爆发有所不同,主要表现为粒子的损失概率分布由边缘分布趋向于体分布,这是由于两种情况下粒子运动方向的概率不同;更深层的原因与非厄米系统远离宇称-时间对称破缺点有关.另外还研究了杂质势垒对非厄米动力学中粒子损失概率分布的影响,结果表明在无耗散的A格点上放置很小的势垒就能明显地阻碍粒子运动,并且当势垒增大到一定高度后,其对粒子运动的影响趋于不变.

高压静电场处理对香蕉果实成熟生理的影响

以香蕉果实为试验材料,在(20±1)℃试验冷库中贮藏21d,贮藏期间用-100kV/m和-200kV/m的高压静电场连续处理并测定果实的呼吸强度、乙烯释放量、硬度、果皮颜色变化以及果肉淀粉和可溶性糖含量的变化。结果表明:连续高压静电场处理可以使香蕉果实的呼吸跃变和乙烯释放高峰提前,淀粉转化为糖的速度快而且比对照早,果皮叶绿素含量明显低于对照,同时处理后的果肉硬度下降,低于对照;并且-200kV/m处理组的效果要优于-100kV/m处理组。说明高压静电场连续处理促进了香蕉果实的成熟,尤以-200kV/m处理组比对照提前成熟4d。

有限温度下腔光机械系统中N个二能级原子的相变和热力学性质

研究了含有非线性相互作用的腔机械系统中 N个二能级原子在有限温度下的相变和相关的热力学性质,采用虚时路径积分方法推导出系统的配分函数,求得系统的有效作用量.通过对有效作用量进行变分得到系统的热力学平衡方程和原子布居数期待值的解析表达式,重点研究了原子-场耦合强度、非线性原子-光相互作用、非线性声子-光子相互作用等影响下系统的相变,发现除了会发生由正常相到超辐射相的二阶相变外,还会出现正常相和亚稳的超辐射态共存的现象,同时会发现三相(正常相、超辐射相、亚稳的超辐射态)共存点.有限温度的升高,会使正常相到超辐射相的二阶相变点向原子-场耦合强度增大的方向移动;当非线性原子-光相互作用(正或负)增强时,相变点会向原子-场耦合强度弱的方向移动;声子-光子相互作用会导致出现超辐射不稳定态;有限温度下,在正常相区熵为定值,而在超辐射相区熵随原子-场耦合强度的增强迅速递减为零.