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关于新型阿秒钟实现对量子隧穿时间问题的研究
量子隧穿是微观世界的基本现象,它是指粒子可以像波一样地穿过有阻碍的区域(即势垒),是微观粒子的波粒二象性的一个具体表现。如今,量子隧穿的概念已经渗透到物理学的方方面面,比如广泛使用的扫描隧道电子显微镜、半导体异质结等。然而,关于量子隧穿却有一个基本问题充满着争议,那就是隧穿的过程是否需要时间?如果需要时间那又该如何测量呢?自量子力学诞生以来,这个问题一直伴随着量子力学的发展而争论至今。 随着超短激光脉冲的问世,人们一直努力、希望在强场隧道电离的范畴来解决这个的重要争议问题。随即,学术界提出了可以通过阿秒钟方案测量隧道电离的发生时间(即时间延迟),阿秒钟巧妙地将隧穿时间延迟转化为光电子发射角的偏移,然而对于实验结果,大家一直未取得一致的看法。学术界通过十多年的研究,基本上形成了两种对立的观点,即瞬时隧穿(隧穿几乎不需要时间)与延时隧穿(隧穿需要百阿秒量级的时间),各自都有相应的理论与实验支持。似乎这两种观点充满矛盾、不可调和!量子隧穿的示意图量子隧穿可以看作是微观粒子的“穿墙术”增强型阿秒钟的原理。(a)线偏振的二次谐波打破了圆偏振的基频光的对称性,标记了最大值激光电场的方向与时刻。(b)不加二次谐波时测量的光电子动量谱。(c)加入标记光场后测量的光电子动量谱。 传统的阿秒钟是采用单个椭圆偏振或近圆偏振的激光脉冲,因此传统阿秒钟的校准依赖于少周期激光的载波包络相位和椭偏率的确定,它们的噪声抖动会给阿秒钟的测量带来很大的误差。日前,北京大学物理学院、人工微结构和介观物理国家重点实验室“极端光学创新研究团队”刘运全教授和龚旗煌院士领导的研究小组,提出并实现了一种全新改进型阿秒钟,在一束圆偏振飞秒激光场中加入了另一束线偏振的倍频光来校准阿秒钟,使得光电子发射角的偏移量的定标更加精准。这种增强型阿秒钟使得隧穿时间的测量更加准确可靠。理论上还证明了上述两种看似对立的隧穿图像可以被统一在同一个理论框架下进行描述。在强场近似理论框架下,他们分别建立了瞬时隧穿图像以及基于Wigner表象的延时隧穿图像,对于增强型阿秒钟的实验结果,这两种隧穿图像的理论结果都与实验结果相符合。因此,这是第一次使用同一个理论框架和同一个实验完美地统一了这个长期的学术争议,为隧穿时间研究提供一种思路。
北京大学 2021-04-11
或存在会“二重唱”的新型引力波天体
从天体物理动力学理论出发,阐释一类新的引力波天体的形成和演化过程。和此前已知的其他引力波源不同,这类新的天体同时辐射毫赫兹和百赫兹两种频率的引力波,因此可能被空间和地面引力波探测器同时观测到。 爱因斯坦的广义相对论预言引力能够在时空中激起涟漪,并且这种“引力波”以光的速度传播。自2015年9月14日美国的激光干涉引力波天文台(Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory,简称LIGO)首次探测到两个黑洞合并所激发的引力波后,引力波天文学立刻升级成为一门新兴的实测科学。目前LIGO和欧洲的另一台地面探测器Virgo协同观测,已经探测到了五起双黑洞并合事件和一起双中子星绕进事件。 传统的天体物理动力学理论预言:一个数百万倍太阳质量的超大质量黑洞和一个数十倍太阳质量的恒星级黑洞会形成“极端质量比旋进系统”,即extreme-mass-ratio inspiral,简称“EMRI”。这种系统会辐射0.001赫兹左右的低频引力波。这种引力波是未来的空间引力波探测器,比如欧美的激光干涉空间天线(Laser Interferometer Space Antenna,简称“LISA”)和中国提出的“太极”、“天琴”等计划,最重要的探测目标之一。图一:双星极端质量比旋进系统想象图。图二:b-EMRI系统的形成(i)、圆化(ii)、和终结(iii)示意图。 陈弦和韩文标的研究发现,EMRI系统中的“小家伙”其实可能是由两个恒星级黑洞组成的双星(binary)。他们把这种恒星级双黑洞和超大质量黑洞组成的三体系统称作“双星极端质量比旋进系统”,即binary extreme-mass-ratio inspiral,简称“b-EMRI”(如图一所示)。 在文章中,陈弦和韩文标系统阐述了恒星级双黑洞如何被超大质量黑洞潮汐捕获(图二中i过程),又是如何旋进(inspiral)到超大质量黑洞几十倍视界半径处,从而可能被空间低频引力波探测器观测到(见图二中ii过程)。 这项工作的独到之处在于作者引入了先进的相对论三体数值模拟技术,用于追踪恒星级双黑洞在超大质量黑洞附近的动力学演化。因此他们发现两个恒星级黑洞有较高的概率并合,从而辐射地面天文台也能够探测到的高频引力波(见图二中iii过程)。 因为b-EMRI同时辐射低、高频两种引力波,就像高、低两声部同时进行演唱,所以作者形象的称之为“二重唱”引力波天体。未来联合地、空探测器寻找到这类天体,将有助于人们进一步理解引力波的产生、传播、以及强引力场所造成的多种非线性动力学过程。
北京大学 2021-04-11
新型叠合板式混凝土剪力墙结构抗震性能的研究
通过基于性能的抗震设计方法中叠合板式混凝土剪力墙结构非线性分析研究,确定了叠合构件连接和边缘约束的构造措施,提出了叠合板式混凝土剪力墙结构基于性能的抗震设计方法。
安徽建筑大学 2021-01-12
一种单驱动四指同步夹持的新型重载夹持装置
本发明公开了一种单驱动四指同步夹持的新型重载夹持装置。包括动力液压缸缸体、钳壳壳体和外连杆机构,动力液压缸缸体安装在钳壳壳体上,动力液压缸缸体的推杆为内外侧臂结构,推杆的外部上、下侧面均固定连接有外侧臂,推杆的内部上、下侧面均固定连接有内侧臂;推杆的两个外侧臂分别对称连接有外连杆机构,推杆的两个内侧臂分别对称连接有内连杆机构,外连杆机构和内连杆机构结构相同。本发明是重载操作装备中的关键部分之一,能够实现单液压缸驱动四指同步夹持工件,增大重载夹持装置的夹持稳定性能系数,提高钳口临界载荷,提高夹持性能,可用于夹紧工件,配合锻压机完成开坯、墩粗、拔长、精整等各种锻造工艺。
浙江大学 2021-04-13
一种新型计算机主机设备的安装底座
本实用新型公开了一种新型计算机主机设备的安装底座,包括第一连接杆,第一连接杆内设有第一T型槽,第一T型槽内设有第一弹簧和按钮,按钮通过第一弹簧滑动连接在第一T型槽的内部,按钮靠近第一弹簧的一端连接有推杆,推杆的一端延伸至第一空腔的内部并连接有第一钢绳,第二底座的内部设有两个第四空腔,两个第四空腔的内部均滑动连接有滑柱,第四空腔腔底设有第二开口槽,第二开口槽与第二卡块活动卡接,通过滑柱滑动连接在第四空腔内,满足适用不同大小的计算机放置,本实用新型可以对计算机主机设备的顶部和底部实现分布固定,可以适配多种不同大小的设备并且配有缓冲机构,防止安装和使用过程中的损伤,方便实用。
青岛农业大学 2021-04-13
微载体悬浮发酵平台新型犬用狂犬灭活疫苗的研制
一、成果简介 目前,我国兽用细胞疫苗制备工艺主要使用转瓶进行,培养的细胞密度、抗原低,生产工艺落后,与国际上兽用疫苗生产水平存在较大差距。针对上述疫苗制备过程中存在的技术瓶颈结合我国狂犬病的流行情况,该项目使用与中国狂犬病毒街毒同源性最高的中国本土狂犬病疫苗毒株CTN-1株,采用微载体悬浮培养技术开发出了具有我国自主知识产权的狂犬病灭活疫苗。该项目已完成狂犬病毒微载体发酵培养技术平台的建立,并以之为基础研制出铝佐剂犬狂犬灭活疫苗(商品名:瑞倍尔安),
中国农业大学 2021-04-14
替代氛橡胶的耐新型齿轮油/高耐磨ACM 油封胶料
项目简介: 针对现有氛橡胶油封不能满足现代高端装备(如汽车、工程机械等)所用新型润滑油的问题,需要研发一种能耐该新型润滑介质且具有高耐磨性的油封胶料。本项目采用ACM 橡胶作为油封的基础胶料 , 它能承受新型齿轮润滑油的侵 蚀, 但&n
西华大学 2021-04-14
一种新型的酸化蛋白饲料补充料及制备和应用
本发明公开了一种新型的酸化蛋白饲料补充料,所述酸化蛋白饲料补充料由柠檬酸菌丝体、玉米蛋白粉和营养调控剂以质量比为1:1~2:0.05~0.1组成;所述营养调控剂为碳酸钙、赖氨酸和酵母培养物以质量比1:0.5~1:3~5构成;本发明新型的酸性蛋白饲料补充料不仅大大提高其蛋白含量,而且具有酸香味,适口性好,能明显改善畜禽胃肠道环境、维持动物肠道优势菌群,减少仔猪腹泻率,提高畜禽生产性能;酸化蛋白饲料补充料应用方便,可以直接等量替代畜禽配合饲料中的玉米和豆粕,替代上限为20%,不需要另行调整配方,就能保持原有营养水平和生产性能。
浙江大学 2021-04-13
基于人工智能的新型疫苗及治疗性大分子开发
1. 痛点问题 本项成果涉及新型疫苗的设计与应用,具体涉及生物大分子药物及疫苗的研发过程中的抗原精准设计。 2. 解决方案 基于AI的大分子药物及疫苗抗原设计。
清华大学 2024-09-24
蜂海绵骨针作为一种新型生物医学材料的应用
蜂海绵骨针(Sponge Haliclona sp.Spicules,SHS)是一种呈游离的双尖针状结构,其末端尖锐,尺寸稳定,机械强度高,可刺入角质层打开皮肤屏障,并长时间滞留于皮肤角质层形成大量持续存在的微通道,从而提高生物大分子药物的经皮吸收。蜂海绵骨针作用与皮肤后,皮肤角质层屏障可逐渐自愈,不会对皮肤造成严重的创伤。蜂海绵骨针使用的剂量非常灵活,促渗强度也可以通过使用方式进行灵活调整,还可以应用于不同面积的病灶部位。此外,通过联合脂质体、表面修饰等方式,蜂海绵骨针皮肤促渗效果及范围显著提高与扩大,因此蜂海绵骨针非常有潜力成为一种新型的药用辅料,作为一种新型微针用于皮肤给药的物理促渗,应用于经皮给药系统、经皮疫苗制剂及医学美容等领域。
厦门大学 2021-01-12
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