原子内部存在绝对真空?除了原子核与电子,原子里面还有什么?

电子并不确切存在于某一个位置之上,我们描述一个电子的位置只能通过波函数来表示,具体一点来讲就是只能描述一个电子出现在某个位置的概率。这样一来,电子便不再是以一个点的形式存在于原子核周围,而是以一片云的形式存在于原子核周围,我们就将这片云称之为“电子云”。如此来看,原子内部其实并不空旷,它实际上...

轰轰烈烈的量子力学革命,竟从一个默默无闻的小岛开始

在描述氢原子发出的辐射时,玻尔模型确实非常管用,但在描述氦原子时却彻底失败了。以年轻人特有的激情,泡利和海森堡觉得需要有一幅全新的图景,一幅去掉电子轨道的图景。这幅新图景可能也会包含玻尔现有原子理论的很多特征,但其方法会是全新的。1924年底泡利的一篇文章甚至完全没有提到轨道,在12月写给玻尔的一封信中他...

最全解读:因为他们 人类重新认识自身在宇宙中的位置

在描述这一新的研究领域的出版物标题中使用诸如“亚恒星伴”或“低质量伴星”之类的词语,反映了当时对搜索系外行星作为高度优先的科学目标的某种怀疑。利用多普勒效应(Dopplereffect)测量径向速度的原理如图1所示。如果倾角i为00,则轨道的平面与天空平行,“面对面”(face-on),这意味着地球上的观测者看到的是面对...

蝌学荐书 | 诺奖为何接力青睐AI?物理与计算机双料大佬万字长文...

后者认为:科学研究的是一个客观存在的、与意志行为无关的世界实体,科学理论是对这个实体的确切描述,至少是一种描述的尝试——唯有如此,才能解释科学为何如此成功。像原子、黑洞、夸克这些概念,如果仅仅是一种抽象的数学构建而与真实世界毫无关联,那么基于它们的理论能如此精确地预测现象,实在是太不可思议了;更不要...

原子内部99%都是虚空,那里真的“什么都没有”吗?

由于电子的尺度非常小,我们很难用经典物理学描述电子的行为,只能用量子力学。说白了,很多时候电子并不会表现出粒子性,而是波动性。量子力学认为,电子其实并不是一个小球,而是一团“云雾”,所谓的“电子云”。真实的情况是,电子在某个层级轨道上可以同时出现在两个不同的地方。

中国科大在机器学习势能面方法上取得新进展

研究团队进一步证明可以通过递归更新轨道系数的形式来引入更多体相互作用,推导出完备的描述一个局部化学环境,确定迭代次数(消息传递的次数)与近邻原子数之间的关系(www.e993.com)2024年11月2日。该方法无需显式计算高阶相互作用,极大的简化了计算,并从多体相互作用的角度解释了消息传递型神经网络的优越性。通过在甲烷和体相水这些体系上数值测试结果...

2024年物理诺奖颁给AI+物理:Geoffrey Hinton和John Hopfield获奖

我们可以将节点想象成像素。Hopfield网络利用物理学来描述材料由于原子自旋而产生的特性，这种特性使每个原子都成为了一个微小的磁铁。整个网络的描述方式相当于物理学中自旋系统的能量，并通过寻找节点之间连接的值来进行训练，以便让保存的图像具有较低的能量。当Hopfield网络被输入变形或不完整的图像时，它会有条不紊地...

模拟微观世界:从薛定谔方程到大原子模型

描述原子结构;1911年,欧内斯特·卢瑟福通过金箔实验提出原子中存在密集正电核的模型;1913年,尼尔斯·玻尔基于量子化概念提出电子沿特定轨道运动的模型,解释了氢原子光谱线;1926年薛定谔方程的提出标志着原子世界的理论建模基本完成(图1);1928年,结合量子力学与相对论的狄拉克方程,则改进了对重原子和光谱精细结构等的描述...

量子之尺(二)3000亿年只差1秒的原子钟

在经典物理学的描述中,每一个原子都由原子核和核外电子构成,核外电子就像太阳系中绕轨运动的行星一样,总是围绕中心的原子核进行圆周运动,这就是我们中学课堂上熟悉的卢瑟福行星模型。说出来大家可能不信,这种基于经典物理学所描述的行星模型其实是错误的,这是因为卢瑟福行星模型本身就蕴含着一个深刻的物理学矛盾。

光学原子钟的发展:站在巨人的肩膀上

我想跟你们分享一下量子力学的两个原理。一个是确定性原理——你可能从来没有听说过确定性原理,因为这是我自己编出来的,不过这是正确的。原子中的电子按照一定的轨迹围绕着原子核运动,这些轨迹可以很精确地由量子力学描述。这是原子核的电子轨道的图片,与这些轨道相关的是非常精确的能量。我们之所以可以搭建精确的原...