粒子与波 ∣第51 届国际物理奥赛理论第二题

波粒二象性认为每个粒子都可以被描述为波,反之亦然。在本题中,我们将根据这个概念和其他一些基本假设来探索微观世界中两种不同类型的粒子——费米子和玻色子的量子现象。A部分腔内的微观粒子(1.4分)考虑一个质量为m的粒子在一维势阱中运动,其势能V(x)由下式给出:虽然经典粒子可以具有任何动能和势能,但是对...

基本粒子的变化是形成四种基本相互作用的原因

摘要:自然界仅存在两种相互作用:1.基本粒子质量之间的相互作用2.极性基本粒子同性相斥、异性相吸的作用,并且这两种相互作用也是统一的,都是基本粒子不同形式作用的宏观、微观体现,本质是基本粒子之间的相互作用。关键词:基本粒子,质量,电磁力一、基本粒子的定义单独的元电荷是不存在的,基本粒子是相互绕转的两个...

电子粒子观的蜕变

在固体理论研究早期,电子被认为是满足牛顿力学的经典粒子。随着20世纪前半段量子力学的逐步建立,微观粒子的波动性成为精确理解微观世界的关键。这也深刻影响了人们对晶体中电子的认识:电子以布洛赫波的本征形式存在于晶体中,而其粒子性则以波包形式在大于晶格间距的空间尺度上存在。自1980年以来,人们发现布洛赫波的几何...

中国科大研制成功用于搜寻标准模型以外新粒子的单自旋量子传感器

中国科学技术大学杜江峰院士领导的中科院微观磁共振重点实验室提出并实现了用于搜寻类轴子的单电子自旋量子传感器,将搜寻的力程拓展到亚微米尺度。该成果以“Searchingforanexoticspin-dependentinteractionwithasingleelectron-spinquantumsensor”为题,发表在2月21日的《自然??通讯》上[NatureCommunications...

AI「长脑子」了?LLM惊现「人类脑叶」结构并有数学代码分区,MIT...

原子级的微观结构,包含面为平行四边形或梯形的「晶体」,这是对经典案例的推广(比如「男人-女人-国王-王后」的关系)。他们发现,当使用线性判别分析(LDA)高效地投影出诸如词长等全局干扰方向时,这些平行四边形和相关函数向量的质量会显著提升。而类似「大脑」的中间尺度结构,则展现出了明显的空间模块化特征,团队将...

散裂中子源:探索微观世界的超级显微镜

物理学有一条基本规律,研究越小的尺度,需要越高的能量(www.e993.com)2024年11月23日。随着物质结构的研究深入到原子核和粒子的层次,研究物质微观结构的尺度越来越小,就需要使用能量越来越高的粒子。加速器可以产生高能量粒子,加速器做得越大,能量有可能越高,于是催生了各种基于大型加速器的重大科技基础设施,也称大科学装置。

DNA“手”组装先进纳米粒子材料,有助打造“隐形斗篷”|总编辑圈点

1953年科学家揭示了DNA双螺旋结构,生物学研究迈入分子时代。70年后的今天,无数生物学实验室正在使用“分子剪刀”——基因编辑技术对动植物的基因进行敲除和编辑,从而引发新一代生物技术革命。科学家对纳米粒子、量子等微观粒子的精准操控,也正在见证类似的技术飞跃历程。

建设散裂中子源 探索微观大世界

物理学有一条基本规律,研究越小的尺度,需要越高的能量。随着物质结构的研究深入到原子核和粒子的层次,研究物质微观结构的尺度越来越小,就需要使用能量越来越高的粒子。加速器可以产生高能量粒子,加速器做得越大,能量有可能越高,于是催生了各种基于大型加速器的重大科技基础设施,也称大科学装置。

为了排除故障,他把头伸进粒子加速器查看,不料被高能质子束爆头

粒子加速器能够将微观粒子加速到非常接近光速的速度,其携带的能量是相当高的,当这些高速运动的粒子束相互碰撞的时候,其产生的局部高温,甚至可以超过太阳核心温度的上万倍。据此我们也不难想象,假如研究人员不小心被这种高能粒子击中,其后果会有多严重。不幸的是,在人类使用粒子加速器的历史中,真的出现过一次这样的事...

超导系统中实现非阿贝尔任意子的量子模拟

1900年,德国物理学家马克斯·普朗克提出了著名的“量子论”,主要研究物质世界微观粒子运动规律,包括原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质。量子理论将自然界中的基础粒子分为玻色子和费米子两种,交换两个基础粒子的位置会导致系统波函数产生+1(玻色子,如光子)或-1(费米子,如电子)的相位。这...