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期刊信息/Journal information
中国科学（物理学 力学 天文学）
中国科学（物理学 力学 天文学）

王鼎盛 张杰

月刊

1674-7275

Physics@scichina.org

010-64015835

100717

北京东黄城根北街16号

中国科学（物理学 力学 天文学）/Journal SCIENTIA SINICA Physica,Mechanica & AstronomicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《中国科学》是中国科学院主办、中国科学杂志社出版的自然科学专业性学术刊物。《中国科学》任务是反映中国自然科学各学科中的最新科研成果，以促进国内外的学术交流。《中国科学》以论文形式报道中国基础研究和应用研究方面具有创造性的、高水平的和有重要意义的科研成果。在国际学术界，《中国科学》作为代表中国最高水平的学术刊物也受到高度重视。国际上最具有权威的检索刊物SCI，多年来一直收录《中国科学》的论文。1999年《中国科学》夺得国家期刊奖的第一名。
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    凝聚态物理学科发展态势与发展思路——基于国家自然科学基金资助情况(2011-2021)和物理学发展规划的分析与探讨

    姜向伟倪培根董国轩谢心澄...
    1-21页
    查看更多>>摘要：凝聚态物理是物理学最大的分支,也是物理学近半个世纪以来发展最为迅速的领域之一.凝聚态物理内涵丰富,基础性、应用性和交叉性强,是信息科学、材料科学、能源科学的重要基础,也是物理学与生命科学、化学科学交叉融合的关键领域,具有重要的战略意义.本文通过回顾2011-2021年我国国家自然科学基金资助布局,与美国科学基金数据对比,并结合物理学科发展规划,分析凝聚态物理学科的发展态势,凝练学科发展方向并提出政策建议,供相关人员参考.

    凝聚态物理科学基金发展规划学科布局优先发展领域

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    高精度静电惯性传感器

    王铖锐白彦峥蔡林胡明...
    22-38页
    查看更多>>摘要：高精度静电惯性传感器是卫星重力测量、空间引力波探测和航天器微重力测量等应用领域的关键技术之一.本文介绍高精度空间静电惯性传感器的基本工作原理,给出惯性传感器的噪声模型,明确惯性传感器主要指标的设计原则,阐述惯性传感器的地面测试方法,基于惯性传感器敏感探头、检验质量和极板框架的精密结构体系,以及惯性传感器平衡间距、偏置电压、载波电压和反馈电压的参数设计,实现了惯性传感器分辨率10-8到10-12m/s2/Hz1/2量级的性能指标,满足了不同航天任务对惯性传感器量程和分辨率的需求,最后对更高精度的惯性传感器研究进行展望.

    引力波探测空间引力实验高精度惯性传感器

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    面向分布式量子网络的匿名盲量子计算协议

    高冬梅杨宇光
    39-45页
    查看更多>>摘要：量子网络安全旨在研究分布式量子网络中通信和计算的安全性.本文研究了量子计算任务中的两个安全问题,即隐私性和匿名性.为此,本文提出了 一种新的单服务器多用户匿名盲量子计算协议,利用在服务器和用户之间生成的匿名纠缠作为量子资源用于实现盲量子计算任务.匿名性、盲性和安全性分析表明所提出的协议在实现盲量子计算的同时保证了用户身份的保密.和现有的盲量子计算协议相比,本协议为盲量子计算增加额外的安全保障,也为其他匿名量子密码协议的设计提供了新思路.

    量子网络盲量子计算匿名性隐私性

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    中能重离子碰撞中π介子产生的核介质效应和集体流研究

    刘恒金冯兆庆
    46-59页
    查看更多>>摘要：本文基于量子分子动力学输运模型(LQMD)研究了中能重离子碰撞中π介子产生机制,包括多重性时间演化、快度分布、横向动量分布、集体流等物理量.以反应系统40Ca+40Ca,90Zr+90Zr,96Zr+96Zr,96Ru+96Ru和197Au+197Au为例,我们研究了Δ-核子相互作用势、核介质中散射截面、π介子-核子相互作用势和散射截面对π介子产生的影响.结果给出同位旋依赖的Δ-核子作用势会增加π-/π+的比值,考虑核介质效应的Δ-核子散射截面会压低π介子的产生,特别是在中心快度和低动量区域.基于π介子与原子核散射的实验数据,提取了π势并分析了快度分布、横向动量谱、集体流.π势会压低高横向动量和中心快度区域π介子产生,特别是π-产生.π介子与核子散射吸收过程会导致反常流现象,特别是π+直接流.三角流与直接流具有相似的分布形式,四阶流与椭圆流分布相似.

    中能重离子碰撞π介子产生核介质效应LQMD输运模型

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    近周期声子晶体开孔结构的大辐射面夹心式纵振换能器的优化研究

    林基艳林书玉徐洁王升...
    60-72页
    查看更多>>摘要：大尺寸夹心式纵振压电陶瓷换能器中径向振动的存在不仅会导致换能器纵向辐射声功率的降低,还会缩短换能器的使用寿命,严重影响其性能和可靠性.为了减少大尺寸换能器中纵、径振动之间的强烈耦合,保证较高的纵向工作效率和可靠性,克服工作带宽较窄、振幅分布均匀度较差、位移振幅较小的缺陷,本文基于多点变形缺陷近周期声子晶体结构对大尺寸夹心式纵振压电陶瓷换能器进行了优化.利用仿真软件对优化后的换能器的性能指标进行了模拟分析,并进行了实验验证.结果表明,基于多点变形缺陷近周期声子晶体结构的大尺寸压电陶瓷换能器的纵向振动模态更加单一,可以有效提高大尺寸换能器辐射面的位移振幅和振幅分布均匀度,拓宽工作带宽.

    多点变形缺陷近周期声子晶体结构位移振幅振幅分布均匀度工作带宽

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    刚体碰撞问题的Hamilton原理及其应用

    黄维璇李四平
    73-84页
    查看更多>>摘要：从d'Alembert-Lagrange原理出发,推导出碰撞的Lagrange方程的新形式——碰撞状态方程;在此基础上,定义了能量形式的碰撞特征函数,提出了碰撞分析的Hamilton原理,并揭示了其物理本质:在任意运动许可的碰撞中,真实的碰撞使系统动能损失在广义速度空间最小(或系统当前动能最大),把碰撞分析理论推进到变分(极值)原理的阶段.进一步的研究显示,以碰撞的Hamilton原理为基础,不仅能推出碰撞的三大基本定理,还能推出碰撞的相对动能定理的新结果.文中还探讨了若干应用的具体问题,厘清了牛顿摆球链散开原因的历史争议,表明碰撞的Hamilton原理能够突破传统方法的局限,兼具理论的普适性和应用的便捷性.

    碰撞碰撞Lagrange方程冲量势碰撞特征函数碰撞Hamilton原理球链碰撞模型

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    近空间非规则解体物不同间隔比气动干扰数值分析

    梁永栋李志辉
    85-104页
    查看更多>>摘要：针对服役期满航天器再入近空间飞行环境多次解体绕流问题,发展了求解高超声速来流条件下含振动能激发热力学非平衡Navier-Stokes(N-S)方程三维双体解体物绕流问题的数值方法.根据解体物运动分离特点与方位关系,确立了两种不同的解体物双体构型.经高超声速氮气流绕圆柱、钝体计算结果与求解Boltzmann模型方程气体动理论统一算法、风洞试验等比较确认,验证了本文模型算法在求解近空间范围内含振动能激发的多体高超声速绕流问题的可行性和准确性.采用此算法研究了近空间范围内不同飞行攻角、不同间隔比下的双体构型间的气动干扰效应.结果表明,本文所设工况下,当间隔比大于一定值时,解体物之间的相互干扰效应可以忽略.这为气动融合弹道飞行航迹落区数值预报软件研制提供理论设计准则及大量近空间非规则解体物绕流气动干扰数据库.

    近空间非规则解体物双体构型间隔比振动能激发热力学非平衡气动干扰

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    WFST等望远镜对千新星的探测能力与观测策略研究

    王慧宇俞继铭刘峥岩赵文...
    105-123页
    查看更多>>摘要：本文模拟了红移z＜0.2的双中子星并合源,并通过采用一个简单的千新星模型,计算了这些并合源所对应的千新星光变曲线.分别分析了大视场巡天望远镜(WFST)、大型综合巡天望远镜(LSST)和巡天空间望远镜(CSST)对这些模拟千新星的观测能力.发现WFST和LSST的最佳波段是g波段,它能观测到最多的源.此外,最佳双波段联合观测策略为:在最初的1.5天以内,通过g/r波段观测事件;在1.5天以后,通过r/i波段观测事件.对于CSST而言,通过采用深度无缝光谱来观测,发现GU波段能够在前1.5天观测到事件,GV波段能在前3.5天观测到事件,GI波段可观测事件的时间最长.同时我们发现,观测倾角对光变曲线的影响与质量比有关,对于质量比q＜0.8的源,不同观测倾角对光变曲线的影响很小;但是对于质量比q＞0.8的源,观测倾角对光变曲线的影响则非常明显.

    引力波双中子星并合千新星WFSTLSSTCSST

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    用于地月空间VLBI的加权全频谱信号合成技术

    李志辉张娟郑为民童力...
    124-134页
    查看更多>>摘要：在我国探月工程四期嫦娥七号任务中,中继星将搭载一个4.2m口径的X波段抛物面望远镜.该望远镜将与地基望远镜构成具有400000km空地基线的月球轨道VLBI实验系统,实施地月空间VLBI实验.为尽可能提高空地VLBI基线灵敏度,提出了采用加权全频谱合成(FSC)技术增强地基信号.本文先理论推导了信号合成后的效果及两个望远镜信号合成时的最优加权系数比值.然后设计了VLBI加权全频谱合成算法,并基于实测信号利用网格搜索的方法找到最优加权系数,结果与理论推导相符.最后,利用"嫦娥四号"多组VLBI原始观测信号进行测试.结果表明,本文设计的信号合成算法可以大幅度提高VLBI基线射电源信号的信噪比.

    地月空间VLBI加权系数全频谱合成(FSC)VLBI相关处理基线信噪比

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    基于改进彗星星历的67P/Churyumov-Gerasimenko的三阶重力场模型

    高梧桐鄢建国王波杨婉羚...
    135-149页
    查看更多>>摘要：本文解算了 Rosetta彗星探测任务的主要目标——彗星67P/Churyumov-Gerasimenko的重力场模型.与以往模型的主要区别是,本文使用了 JPL团队最新解算的67P星历模型,该彗星星历在很大程度上得到了改进.67P的改进星历能够对其GM值的解算产生一定的影响,这一影响与67P通过近日点由于彗星喷发造成的质量损失处于同一水平.新的彗星重力场解算结果表明,67P重力异常比过去的模型更加显著.从2.65km的参考球上看,新的重力场模型最大重力异常值约为0.9±0.03mGal,较大的异常值表明了该彗星内部质量分布不均一的特性,这可能是由于高孔隙率和分层的彗核结构导致的.

    67P/Churyumov-Gerasimenko重力场彗星精密定轨内部结构

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