Vol. 50, No. 4 (2001)
2001年02月20日
总论
2001, 50 (4): 577-585.
doi: 10.7498/aps.50.577
摘要 +
提出了一种求解任意维数非线性模型的“M?bious”变换下不变的渐进展开方法,并可同时获得许多新的与原模型有着相同维数的Painlevé可积模型.取(2+1)维KdV-Burgers(KdVB)方程和Kadomtsev-Petviashvili(KP)方程为具体例子,获得了一些新的具有Painlevé性质的高维“M?bious”变换下不变的方程及原模型的近似解.在某些特殊情况下,某些近似解可以成为精确解
2001, 50 (4): 586-592.
doi: 10.7498/aps.50.586
摘要 +
利用分离变量法,研究了(2+1)维非线性薛定谔(NLS)方程的局域结构.由于在B?cklund变换和变量分离步骤中引入了作为种子解的任意函数,得到了NLS方程丰富的局域结构.合适地选择任意函数,局域解可以是dromion,环孤子,呼吸子和瞬子.dromion解不仅可以存在于直线孤子的交叉点上,也可以存在于曲线孤子的最近邻点上.呼吸子在幅度和形状上都进行了呼吸
2001, 50 (4): 593-596.
doi: 10.7498/aps.50.593
摘要 +
从Kim时空背景下的Klein-Gordon方程出发,利用brick-wall方法计算标量场的自由能和熵.得到标量场的熵不仅与黑洞的外视界面积有关,而且也是内视界面积的函数.所得结论,当取某种近似时,可得到熵只与外视界面积成正比的关系.并且表明,用内外视界位置参量表达的熵,在黑洞辐射温度趋于绝对零度时,黑洞的熵也趋于零,它满足能斯特定理,可视为黑洞的普朗克绝对熵
2001, 50 (4): 597-605.
doi: 10.7498/aps.50.597
摘要 +
对1+1和2+1维空间上定向聚合问题的数值模拟结果显示,任意有限温度下的横向涨落和自由能涨落在聚合尺度t较大时都将趋于零温度时强耦合下的结果:Δx∝tν和ΔF∝tω(d=1+1时,ν=2/3,ω=1/3;d=2+1时,ν≈0.6,ω≈0.2).有限温度下,由于1+1维和2+1维空间上的比热C(T,t)∝t和1+1维空间上的熵涨落ΔS∝t1/2,1+1维空间上的系综能量涨落和内能涨落以及2+1维空间上的系综能量涨落均趋于t1/2而远强于自由能涨落.在2+1维空间上,定向聚合问题有发生相变的迹象:当熵涨落达到其最大值时,单位聚合尺度的熵涨落和内能涨落在聚合尺度t→∞时,可能会由低温下趋于有限值(零温度除外)转变为高温下趋于零
2001, 50 (4): 606-611.
doi: 10.7498/aps.50.606
摘要 +
针对简化的气候模式、Rossler吸引子和超混沌系统,进一步阐明了不确定原理,在数值求解时由于计算机固有精度而引起的舍入误差,造成对解的不确定性,存在最优步长和最大有效计算时间.运用自忆性原理,导出了各混沌系统的自忆性方程,取最优步长时,其预报性能有明显的改善
2001, 50 (4): 612-618.
doi: 10.7498/aps.50.612
摘要 +
混沌吸引子的激变是一类普遍现象.借助于广义胞映射图论(generalized cell mapping digraph)方法发现了嵌入在分形吸引域边界内的混沌鞍,这个混沌鞍由于碰撞混沌吸引子导致混沌吸引子完全突然消失,是一类新的边界激变现象,称为混沌的边界激变.可以证明混沌的边界激变是由于混沌吸引子与分形吸引域边界上的混沌鞍相碰撞产生的,在这种情况下,当系统参数通过激变临界值时,混沌吸引子连同它的吸引域突然消失,同时这个混沌鞍也突然增大
2001, 50 (4): 619-623.
doi: 10.7498/aps.50.619
摘要 +
提出了通过外部混沌信号驱动两个混沌系统的某个参量并导致其同步的方法,以logistic映象和Lorenz系统这两个典型混沌系统为例,数值地研究了这种混沌同步方法.模拟结果表明,当被驱动参量的变化范围足够大时,两个或多个混沌系统在新的动力学的基础上达到完全同步.特别强调指出的是,观察到了两个Lorenz系统依赖于初始条件的不同的同步态
2001, 50 (4): 624-628.
doi: 10.7498/aps.50.624
摘要 +
采用相同的相空间压缩方法,有效地控制了均匀及非均匀耦合映象格子中的时空混沌.数值模拟结果表明,在一定的相空间压缩参数区域内,控制时空混沌到均匀稳定状态时,控制结果与控制参数之间存在确定的函数关系.利用这个控制方程,选择不同的相空间压缩参数控制耦合映象格子中的时空混沌,获得了各种所需要的稳定斑图
2001, 50 (4): 629-632.
doi: 10.7498/aps.50.629
摘要 +
基于离散线性系统的稳定性理论,实现了Hénon混沌系统对参考信号的追踪控制.讨论了系统的同步问题,给出了“异结构混沌同步”的新概念.数值仿真表明了本文方法的有效性
2001, 50 (4): 633-637.
doi: 10.7498/aps.50.633
摘要 +
替代数据法作为检验时间序列非线性和混沌的统计方法获得了广泛应用.常用的替代数据法的零假设为“原序列来自(经过单调静态非线性变换的)平稳线性高斯随机过程”.拒绝此假设,并不能说明序列必然来自确定性的非线性动力系统,非最小相位的线性非高斯序列也会导致基于相位随机化的替代数据检验拒绝此假设
核物理学
2001, 50 (4): 638-643.
doi: 10.7498/aps.50.638
摘要 +
在相对论平均场的基态上自洽的相对论无规位相近似(RRPA)理论框架下,研究稳定核和不稳定核的巨共振性质.研究了稳定核208Pb,144Sm,116Sn,90Zr,40Ca,16O和不稳定核Ca同位素链同位旋标量和同位旋矢量集体巨共振激发,并讨论了Dirac海负能核子态和矢量介子空间分量对核的巨共振性质的影响.研究的结果表明,Dirac海负能核子态和矢量介子空间分量对同位旋标量激发有贡献,特别是对重核,而对轻核它的贡献减弱,对于同位旋矢量激发的贡献可忽略.几组常用的相对论平均场非线性模型参量,不仅能成功的描述有限核的基态性质,也能很好地描述核的巨共振激发.对于N/Z极端情况下,同位旋矢量巨偶极激发模式存在低能集体激发,它是由于费密面附近弱束缚核子的激发和同位旋混杂效应
2001, 50 (4): 644-648.
doi: 10.7498/aps.50.644
摘要 +
描述了50.4MeV/u的12N和42.3MeV/u的13N次级放射性束在28Si靶上引起的核反应总截面σr实验研究,结果发现12N的反应总截面σr比其相邻同位素核13N有着异常的增大.这可能是核形变及核子对效应造成的,试验中的测量误差也不可忽视.利用微观Glauber模型计算了12N在28Si靶上的核反应总截面,并与实验结果做了比较,发现理论计算与实验结果拟合较好
2001, 50 (4): 649-654.
doi: 10.7498/aps.50.649
摘要 +
根据量子统计模型(QSM)的计算分析,找到了一个提取核反应过程中熵产生的新的可观测量.核反应过程中约化d的产额d/(d+t+3He+4He)和熵有单调的函数关系,并且和体系的碎裂密度(ρ/ρ0)及体系的N/Z都无关,可以作为提取核反应过程中熵产生的一个观测量.和目前已经有的其他方法相比,约化d产额这一提取熵方法可以用于较低能量的重离子核反应中,并且数据处理分析简单.对于35MeV/u40Ar+197Au的核反应过程所提取的熵和利用约化带电粒子多重性提取的熵结果一致.结合后角类靶热核发射体系实验提取的同位素核温度为4.7±1.2MeV及S/A=2.5±0.5,根据熵和核温度的关联关系,可以确定其Break up密度接近但小于0.1(ρ/ρ0)
原子和分子物理学
2001, 50 (4): 655-659.
doi: 10.7498/aps.50.655
摘要 +
使用Hartree-Fock加相对论修正(HFR)近似计算Alq+(q=0—12)的光电离截面和Bethe系数,其中Bethe系数将光电离截面与电子碰撞电离截面联系起来,并且决定电子碰撞电离截面的高能行为.分析了光电离截面和Bethe系数随电离度q的变化规律,还与其他数据进行比较,结果表明其数据是可靠的
2001, 50 (4): 660-666.
doi: 10.7498/aps.50.660
摘要 +
综述了近年来有关蒸发冷却133Cs原子样品的实验进展,分析了磁囚禁133Cs原子玻色爱因斯坦凝聚(BEC)的困难,并在此基础上提出了一个全光型冷却与囚禁133Cs原子BEC的新方案.该方案主要由一个来自半导体激光(λ=0852μm)的倒金字塔形中空光束重力光学囚禁(pyramidal-hollow-beam gravito-optical trap,缩写为PHB GOT)和一个来自Ar+激光(λ=05013μm)的圆锥形中空光束重力光学囚禁(conical-hollow-beam gravito-optical trap,缩写为CHB GOT)组成.在PHB GOT中,冷原子经历了一个有效的中空光束感应的Sisyphus冷却(也即强度梯度冷却)和抽运光感应的几何冷却,原子温度将被从磁光囚禁(MOT)温度(约为60μK)冷却至几个光子反冲极限(约为2μK);而在Ar+中空光束囚禁(CHB GOT)中,冷原子将被Raman冷却或速度选择相干粒子数囚禁技术(velocity-selection coherent population trap,缩写为VSCPT)进一步冷却至光子反冲极限以下,并被激光频率高于原子共振频率的(也即蓝失谐的)covering光束压缩.我们就PHB冷却的动力学过程进行了Monte-Carlo模拟,并计算了Ar+中空光束囚禁133Cs原子的光学势.研究结果表明,实现一个全光学冷却与囚禁的133Cs原子BEC是可能的
2001, 50 (4): 667-673.
doi: 10.7498/aps.50.667
摘要 +
应用时间相关的局域密度近似模型研究了Na2价电子对超短激光脉冲的响应.分别计算了电场极化方向平行和垂直于两原子轴线的情况,结果表明Na2具有强烈的各向异性
唯象论的经典领域
2001, 50 (4): 674-681.
doi: 10.7498/aps.50.674
摘要 +
在局域卡尔曼滤波算法的基础上,提出了一种自适应删剪学习算法,这一算法的核心是用网络训练结束后得到的局域的误差协方差矩阵测量权重的重要性,通过删除不重要的权重,得到一个紧凑的网络结构.广义异或逻辑函数和手写体数字识别的计算机模拟结果显示该方法是一种有效的网络规模优化算法
2001, 50 (4): 682-685.
doi: 10.7498/aps.50.682
摘要 +
基于惠更斯菲涅尔广义衍射积分,对变量为径向平方的贝塞耳函数调制的高斯光束(QBG光束)通过有圆孔光阑限制的一阶ABCD光学系统的传输进行了研究.采用将圆域函数可表示为复高斯函数叠加的方法,推导出了普适的场分布解析公式,以QBG光束通过有圆孔光阑限制的薄透镜系统为例进行了分析与讨论,数值计算结果证明了本文所用方法的优点,所得结果与直接用广义衍射积分公式进行复杂的数值计算结果完全一致
2001, 50 (4): 690-692.
doi: 10.7498/aps.50.690
摘要 +
研究了奇偶q变形相干态中光场的高阶压缩效应.数值计算结果发现,奇偶q变形相干态中光场的高阶压缩效应与参数值q有关,当参数q取偏离1较大的值时,q变形奇偶相干态均可具有奇次方阶压缩效应却无偶次方阶压缩效应,这与通常奇偶相干态的压缩特性是不同的
2001, 50 (4): 693-696.
doi: 10.7498/aps.50.693
摘要 +
提出了模拟KrF激光器的三维动力学方法.该方法与以往的动力学方法的主要区别在于考虑了电子束抽运的空间非均匀性.即将电子束抽运速率作为空间各点(X,Y,Z)及时间(t)的函数.用三维模拟方法对96101702实验进行了计算.总的激光输出及镜面能量分布与实验符合相当好.解决了以往模型理论明显高于实验的问题
2001, 50 (4): 697-703.
doi: 10.7498/aps.50.697
摘要 +
导出了求解母材料固体中镶嵌的柱状弹性固体(两固体间存在界面薄层)声波散射系数的一般表达式.根据Flax的共振散射理论,对背向散射谱中的共振模式进行了识别.利用模拟界面薄层的弹簧模型,考察了界面层切向劲度常数KT对共振模式形态的影响
2001, 50 (4): 704-710.
doi: 10.7498/aps.50.704
摘要 +
根据非均质材料的细观特征,从基本的能量传递定律出发,建立了一种新的描述细观非均质材料破坏演化的物理元胞自动机(PCA)理论.该理论能够对岩石、混凝土等非均质材料破坏演化进行有效模拟,突破了传统元胞自动机仅限于数学规则运算的框架,使之成为一种有效的物理力学方法.与岩石力学实验结果对比分析表明,PCA模拟结果与实验结果基本符合
流体、等离子体和放电
2001, 50 (4): 711-714.
doi: 10.7498/aps.50.711
摘要 +
在“星光Ⅱ”激光装置上对Mg/Al混合材料平面靶和Mg/Al示踪层金盘靶进行三倍频激光打靶实验,用平面晶体谱仪测量靶材料发射的X射线能谱,获取了示踪离子谱线实验数据.采用多组态Dirac-Fock方法计算所需原子参数,并在局域热动平衡条件下建立了双示踪离子谱线强度比随电子温度变化关系.在此基础上由双示踪元素等电子谱线法确定了Mg/Al混合材料平面靶及金盘靶激光等离子体的电子温度
2001, 50 (4): 715-720.
doi: 10.7498/aps.50.715
摘要 +
主要介绍从能量平衡分析来研究HT-7托卡马克等离子体电子的热扩散系数.研究结果表明,HT-7托卡马克等离子体电子的热传导损失是主要的能量损失,热对流损失不及欧姆输入功率的1%,可以忽略.电子的反常热扩散系数随半径的增大逐渐增大,且比新经典理论预言的大2个量级.同时研究了壁处理硅化后的电子热扩散系数.结果显示,硅化后,在等离子体外围区域(r/a>0.5)电子的热扩散系数降低,从而等离子体能量约束得到改善
2001, 50 (4): 721-725.
doi: 10.7498/aps.50.721
摘要 +
从Balescu-Lenard碰撞项出发,得到了电子-电子通过交换离子声波对碰撞的贡献项,并计算了电子输运(热导)系数.计算结果表明,由于离子声波的作用电子热导系数有所下降
2001, 50 (4): 726-729.
doi: 10.7498/aps.50.726
摘要 +
测量了基频激光打靶条件下不同角度的二次谐波光谱,得到了谐波光强随发射角度的变化关系以及能量转换效率随激光强度变化的曲线.实验现象可能与参量衰变级联造成的Langmuir湍流有关
2001, 50 (4): 730-734.
doi: 10.7498/aps.50.730
摘要 +
在“星光Ⅱ”装置上,采用新型双盘靶研究X射线谱在次级得到改造的特性,并测量出初、次级等离子体碰撞的速度.这种双盘靶一定程度上避免了初级等离子体喷射的影响,可以提高烧蚀次级X射线的干净性.采用两台软X射线谱仪分别对初级和次级辐射的X射线进行测量,采用X射线条纹相机测量双盘靶等离子体喷射的时空扫描图象,并对实验结果进行简单的物理分析
2001, 50 (4): 735-740.
doi: 10.7498/aps.50.735
摘要 +
利用简化模型估算了电荷分离场及由超热电子逃逸在等离子体表面产生的自生磁场的大小和空间分布.受电荷分离场的影响以及超热电子逃逸数的限制,超热电子产生的环形磁场主要分布于等离子体表面附近的焦斑半径内,仅当超热电子束流很强时(在1μm半径截面内达到kA量级),环形磁场才可以达到102T量级.一般情况下,由超热电子产生的磁场则极小
2001, 50 (4): 741-747.
doi: 10.7498/aps.50.741
摘要 +
利用一维辐射流体力学数值模拟程序对激光驱动的冲击波在平面铝靶中传播的实验结果进行了模拟研究.分析了空间单元层的厚度对模拟结果的影响,给出了最佳单元层厚度.通过将数值模拟与实验结果相比较给出了实验中两种激光光强的实际的吸收系数.结果显示,波长为1.053μm,强度分别为0.81×1014和1.65×1014W/cm2的激光驱动的冲击波在铝靶中传播速度分别为16.52,18.56μm/ns,冲击波的峰值压力分别为0.386和0.537TPa,这些模拟结果与实验结果是一致的
2001, 50 (4): 748-751.
doi: 10.7498/aps.50.748
摘要 +
通过测量水中铜丝电爆炸的电流、电压波形发现水中高压放电存在着二次放电现象.利用高速摄影拍摄了二次放电过程的高速阴影和高速扫描照片.直观的图象证实了这一奇特的放电现象的存在.比较了二次放电与一次放电的不同并简要分析了原因
凝聚物质：结构、热学和力学性质
2001, 50 (4): 752-757.
doi: 10.7498/aps.50.752
摘要 +
通过X射线衍射和磁性测量研究了Sm-Co-Ti三元体系富Co区固相线下的相关系,并探索了Co基3:29型化合物存在的可能性,进而研究了某些单相化合物的结构和磁性.实验表明,该体系中存在三个三元化合物SmCo7-xTix,Sm2Co17-xTix和SmCo12-xTix,其固溶区分别为0.32≤x≤0.54,0≤x≤1.13和1.45≤x≤1.95.按Sm9.31Co90-xTix(3≤x≤15)成分配料,Sm按其质量的15%,20%,25%三个比例过量加入,在1303—1403K温度范围内退火,均未发现3∶29相.在制备出的SmCo12-xTix,和Sm2Co17-xTix两个系列化合物中,随着Ti含量的增加,它们的居里温度和饱和磁化强度都单调降低.Sm2Co17-xTix化合物在居里温度以下表现为单轴各向异性,而SmCo12-xTix化合物表现为面各向异性.SmCo12-xTix和Sm2Co17-xTix化合物1.5K下的磁晶各向异性场随Ti含量的变化都呈现一个极大值,这可能与Ti原子的择优占位有关
2001, 50 (4): 758-764.
doi: 10.7498/aps.50.758
摘要 +
利用X射线吸收精细结构(XAFS)方法研究机械合金化制备的Fe100-xCux(x=0,10,20,40,60,70,80,100,x为原子百分比)合金中Fe和Cu原子的局域环境结构.对于Fe100-xCux(x≥40)二元混合物,球磨160h后,Fe原子的近邻配位结构从bcc转变为fcc,但Cu原子的近邻结构保持其fcc不变.与之相反,在Fe80Cu20和Fe90Cu10(x≤20)合金中,Fe原子的近邻配位保持其bcc结构而Cu原子的近邻配位结构从fcc转变为bcc结构.XAFS结果还表明,fcc结构的Fe100-xCux样品中Fe的无序因子σ(0.0099nm)比bcc结构的Fe100-xCux中的σ(0.0081nm)大得多;并且在机械合金化Fe100-xCux(x≥40)样品中Fe原子的σ(0.0099nm)比其Cu原子的σ(0.0089nm)大.这表明机械合金化Fe100-xCux样品中Fe和Cu原子可以有相同的局域结构环境但不是均匀的过饱和固溶体,而是由Fe富集区和Cu富集区组成的合金.我们提出互扩散和诱导相变机理来解释在球磨过程中Fe100-xCux合金产生从bcc到fcc和从fcc到bcc变化的结构相变
2001, 50 (4): 765-768.
doi: 10.7498/aps.50.765
摘要 +
采用液液二相转移方法合成出颗粒直径为(4.18±0.5)nm的银纳米粒子溶胶,并用紫外可见光谱对所制得的银纳米粒子溶胶的单分散性和稳定性进行了研究.结果表明,所得到的溶胶相为稳定的、粒径分布窄的单分散体系.红外光谱的分析结果表明,稳定剂1壬基硫醇包缚在银纳米粒子表面.并且,通过自组织方法获得了二维有序的银纳米粒子阵列
凝聚物质：电子结构、电学、磁学和光学性质
2001, 50 (4): 769-774.
doi: 10.7498/aps.50.769
摘要 +
用固态反应法制备了YBa2Cu3-xFexOy(x=0—0.5)一系列样品,反应在空气中进行.运用正电子湮没技术、扫描电子显微镜和X射线衍射进行了研究,并测定了氧含量.正电子湮没结果发现,x=0.12时短寿命分量τ1和长寿命分量τ2都存在一异常变化.X射线衍射和扫描电子显微镜研究分别表明,材料在x=0.12—0.15区间内发生正交四方相变,晶粒尺寸突然由小变大.通过对上述实验结果的分析可以得到,在该类材料中,正电子对结构相变十分敏感;另外,当Fe掺杂量增大到一定程度时,Fe原子由随机分布变为成簇分布
2001, 50 (4): 775-778.
doi: 10.7498/aps.50.775
摘要 +
应用红外光电导谱研究半绝缘p型Zn0.04Cd0.96Te中的深能级,在温度从4.2到165K范围内,观察到了位于0.24,0.34,0.38,0.47,0.55和0.80eV处6个光电导响应峰.结合4.2K下光致发光谱的测量结果以及对ZnxCd1-xTe中深能级发光光谱、深能级瞬态谱等已有的研究结果,对这些响应峰对应的深能级特性进行了讨论
物理学交叉学科及有关科学技术领域
2001, 50 (4): 779-783.
doi: 10.7498/aps.50.779
摘要 +
报道用SiF4和H2的间接微波等离子体化学气相沉积方法低温生长多晶硅(poly-Si)薄膜.实验发现,等离子体中的离子、荷电集团对薄膜生长表面的轰击是影响薄膜结晶质量的重要因素之一.通过外加偏压抑制这些荷电粒子的动能是控制表面生长反应、制备高质量ploy-Si薄膜的有效方法.在合适的外加偏压下制备的poly-Si薄膜,氢含量仅约为0.9at%,中心位于520cm-1的Raman特征峰半高宽约为4.4cm-1.
2001, 50 (4): 784-789.
doi: 10.7498/aps.50.784
摘要 +
使用三氟甲烷和苯的混合气体,利用微波电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积法制备了F/C比在0.11—0.62之间的α-C∶F薄膜.研究了微波功率对薄膜沉积和结构的影响,发现微波功率的升高提高了薄膜的沉积速率,降低了薄膜的F/C比,也降低了薄膜中CF和CF3基团的密度,而使CF2基团的密度保持不变.在高微波功率下可以获得主要由CF2基团和C=C结构组成的α-C∶F薄膜.薄膜的介电频率关系(1×103—1×106Hz)和损耗频率关系(1×102—1×105Hz)均呈指数规律减小,是缺陷中心间简单隧穿引起的跳跃导电所致.α-C∶F薄膜的介电极化主要来源于电子极化
研究快讯
2001, 50 (4): 790-792.
doi: 10.7498/aps.50.790
摘要 +
在单壁纳米碳管大量制备方面提出了新方法和工艺条件.反复实验及电子显微镜分析表明,利用该方法和工艺条件,可以获得高产量、高纯度单壁纳米碳管.单根给定长度的含有金属的复合石墨阳极与阴极成一定角度在高温氦电弧中放电数分钟,即可获得1.0g以上含有60%左右的单壁纳米碳管的生成物.这为高纯单壁纳米碳管的规模化生产奠定了基础
2001, 50 (4): 793-796.
doi: 10.7498/aps.50.793
摘要 +
在马氏体相变温度(Ms)接近室温的Ni52Mn24Ga24单晶中观察到了单纯由温度诱发的完整的热弹性中间马氏体相变.发现由于机械研磨过程中引入的内应力所导致的晶格畸变可以抑制中间马氏体相变.另外,通过对同样组分的退火和未退火的多晶样品的研究,发现中间马氏体相变与晶体的内部应力密切相关
