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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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    核科学及其应用专题·编者按

    巨新
    1页
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    从大亚湾到江门中微子实验

    张永鹏杨长根
    2-13页
    查看更多>>摘要：中微子振荡现象是当前粒子物理领域的研究热点.中微子振荡的发现确认了中微子具有微小的质量,这也成为探索超出标准模型新物理的重要途径.大亚湾反应堆中微子实验是研究短基线反应堆中微子振荡的地下实验,其利用远近点全同探测器对反应堆中微子事例率及能谱进行相对测量,以降低探测器关联误差及反应堆中微子流强预期误差.大亚湾反应堆中微子实验在2018年使用1958天的数据公布了中微子振荡参数sin22θ13与|Δm232|的最新结果,其中sin22θ13参数为目前最高的测量精度,达到了3.4％,|Δm232|的精度为2.8％,其与MINOS,NovA及T2K等基于加速器中微子的实验测量精度相当.θ13的精确测量将有利于下一代中微子实验确定中微子质量顺序以及测量CP破坏相角等未知的中微子振荡参数,其中包括了我国正在建设的江门中微子实验.它的主要科学目标是通过在中等基线下精确测量反应堆中微子能谱来确定中微子质量顺序.探测器可以实现3％的超高能量分辨率和小于1％的能标误差,从而在6年的取数时间内以3-4σ的置信度测量中微子质量顺序.此外江门中微子实验也将精确测量中微子振荡参数,同时将在超新星中微子、太阳中微子、大气中微子、地球中微子、核子衰变等物理研究领域做出重要的贡献.

    大亚湾反应堆中微子实验江门中微子实验中微子振荡

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    高能物理实验中的数据与计算技术

    陈刚
    14-23页
    查看更多>>摘要：高能物理也称作粒子物理,是研究物质微观结构与相互作用、宇宙起源的重要基础科学前沿分支.高能物理实验装置非常复杂,产生的实验数据规模巨大,从20世纪后期的实验每年产生TB级发展到现在最新的实验每年产生近百PB.过去数十年来高能物理一直对数据与计算技术提出挑战,同时也充当数据与计算技术发展的推动者.高能物理实验一方面在利用最新计算机技术实现对数据及计算的支撑,同时也在推动计算机技术发展与突破.本文首先介绍高能物理实验数据与计算的基本模式,列举典型的高能物理实验说明数据规模及数据处理的挑战.在此基础上介绍高能物理计算技术的发展过程,特别就当前主流的网格计算、云计算技术及数据共享进行了讨论.

    数据分析大数据网格计算高能物理实验离线数据

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    CMS实验的希格斯性质研究

    陈国明
    24-33页
    查看更多>>摘要：LHC (Large Hadron Collider)是目前世界上能量最高的强子对撞机.CMS (Compact Muon Solenoid)是LHC上的主要实验之一,其目标就是要寻找希格斯粒子,寻找超出标准模型的其他新粒子.本文简要介绍CMS实验发现希格斯粒子和研究希格斯粒子性质的进展.目前CMS已经发现了ggH,VBF,VH和ttH等4种产生道,也看到了4轻子、两光子、WW、ττ和bb等衰变道,确立了希格斯与矢量玻色子的耦合,也确立了与第三代费米子t,b和τ的耦合,测量了希格斯的质量、宽度、衰变分支比、自旋宇称、产生截面和微分截面,在误差范围内没有发现与标准模型的明显偏离.由于现在的研究结果主要来自2016年数据,误差还比较大,所有RUN2的数据分析完成以后,结果预计会有改进.

    LHCCMS希格斯粒子

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    紫外元件损伤动力学实验研究

    巨新
    34-48页
    查看更多>>摘要：对于大型强激光装置的光学系统,尤其是终端光学组件(FOA),其紫外激光损伤问题始终是制约负载能力提升的关键问题,该过程基于激光与物质相互作用及而后发生的材料效应,涉及元件材料的制备与生长、加工、环境、修复和工作参数等多种因素.为此,在长期的研究中,我们总结并定义了紫外元件损伤动力学概念和研究体系.本文着重介绍利用同步辐射及其他核技术方法开展实验研究的结果,对于熔石英元件,利用同步辐射μ-CT技术获得了损伤图像,结合同步辐射XRD确定了损伤过程和结构,解释了相应的材料效应;结合拉曼光谱,利用光热显微技术研究了损伤内部结构和发展过程,定义了激光损伤可视面积(LDAVR)的含义.利用同步辐射XRF及正电子湮灭技术对其光学加工制造影响负载能力的因素进行了物理分析;对于KDP晶体,利用同步辐射XRF-XRD的单独或联合测试,对退役元件和实验样件进行了对比研究,分析了不同运行功率下的激光损伤过程,明确了损伤坑的构成和定义,获得了损伤图像.值得指出:依据上述研究结果,针对工程上的问题,本文提出了解决或改善的方法和途径及其应用.

    紫外激光损伤激光与物质相互作用熔石英KDP晶体同步辐射

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    纳米气泡的同步辐射研究进展

    周利民王兴亚张立娟胡钧...
    49-61页
    查看更多>>摘要：纳米气泡指溶液中或者固液界面上纳米尺度的气泡,按照Young-Laplace方程和扩散理论预测,此类小气泡应在数微秒内消失.但在过去20年中,有大量实验证据表明纳米气泡可以长期稳定的存在,这在基础研究中犹如"乌云"般存在.同时纳米气泡技术在环境修复、废水处理、矿物浮选、农业和养殖业等被视为是革命性的创新技术.同步辐射技术是探究物质微纳结构和电子结构的利器,为揭示纳米气泡的超常稳定机制及其生效机理提供了重要机遇.本文回顾了适用于纳米气泡体系的同步辐射技术原理以及近年来取得的重要进展,并展望了未来同步辐射技术在纳米气泡领域的深入应用.

    纳米气泡X射线成像X射线吸收谱X射线发射谱水科学

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    高功率电磁脉冲产生技术与应用

    高怀林张志强高冬平张兆传...
    62-71页
    查看更多>>摘要：本文将近年来高功率电磁脉冲的产生技术、实验研究进展、辐射效应实验研究进展、未来发展趋势和潜在应用价值进行了总结与分析.着重讨论了在这一研究领域内突破的重大核心关键技术与取得的重要进展.因为基于这些先进的核物理技术与等离子体物理技术,已经产生了脉冲前沿为75-300 ps、脉冲宽度为300 ps-2.5 ns,峰值功率为450 MW-80 GW,辐射频率为100 MHz-4 GHz的极端高功率超短超快电磁脉冲辐射,并在辐射效应实验中得到了光电子器件与微控制器等不同目标的辐射损伤阈值10-107 kV/m.这些基础科学技术研究成果对于国防尖端科学技术研究与国防装备研制具有重大的支撑作用.

    电磁脉冲技术电磁脉冲辐射高功率微波技术脉冲功率技术

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    PET脑成像的原理、数据处理和应用进展

    单保慈
    72-84页
    查看更多>>摘要：正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography,PET)是核科学技术在生物医学中的典型应用之一.它利用正电子核素标记的化合物作为示踪剂对生物体内相应的生理或生化过程进行示踪,通过断层成像的方式显示示踪剂在生物体内的分布情况,进而反映生物体在某些方面的功能状态.脑成像是PET的重要应用领域之一,本文系统介绍了PET成像的原理及其在脑成像方面的数据处理方法和应用的进展情况.

    正电子发射断层成像脑数据处理方法医学应用

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    中国绵阳研究堆CMRR中子散射平台及应用

    孙光爱刘栋龚建彭述明...
    85-95页
    查看更多>>摘要：20 MW中国绵阳研究堆(CMRR)上的中子科学平台,首期建设6台散射谱仪和2台中子成像装置,从2013年以来全部投入使用.CMRR的中子科学平台,可分别从事热、冷中子散衍射实验测试.实测用于中子散射实验的热中子注量率为2.4×1014 n cm-2 s-1,冷中子注量率为109 n cm-2 s-1.首期运行的谱仪分别为:高分辨中子衍射仪(HRND)、中子应力分析谱仪(RSND)、高压中子衍射仪(HPND)、小角中子散射谱仪(SANS)、飞行时间极化中子反射谱仪(TPNR)、冷中子三轴谱仪(CTAS)和冷/热中子成像装置(CNR).此外,二期有8台自主建设的谱仪,将在未来2-5年内建成并投入使用.目前CMRR每年运行超200天,其中提供给用户的束流超60％.本文重点介绍了CMRR中子科学平台及其在软物质、磁性膜材料、航空、基础物理等领域的典型应用.

    中国绵阳研究堆中子科学平台中子衍射中子散射

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    点缺陷正方晶格声子晶体的大尺寸压电陶瓷复合换能器

    林基艳林书玉王升李耀...
    96-106页
    查看更多>>摘要：为了保证大尺寸夹心式压电陶瓷复合换能器的纵向工作效率,减少纵、横振动之间的强烈耦合,改善换能器前辐射端面的纵向位移分布均匀度,本文在大尺寸夹心式压电陶瓷复合换能器的前盖板上,加工了3行3列与换能器轴向平行的按正方晶格排列的二维空气圆柱孔,并通过改变3×3超元胞中心空气圆柱孔的半径来引入点缺陷,构造基于半径异常型点缺陷的二维正方晶格近周期声子晶体.该设计不仅可以利用晶体在径向的不完全带隙对大尺寸压电陶瓷复合换能器的横向振动进行抑制;还可以利用点缺陷的Anderson局域化特性,调控局域声场的强度和相位,进一步改善前盖板辐射面的位移分布均匀度;另外,本文分析了点缺陷空气圆柱孔的结构参数对换能器纵向共振频率以及纵向振动位移分布的影响规律.仿真结果表明,基于点缺陷声子晶体的大尺寸压电陶瓷复合换能器能够有效抑制换能器轴向的杂散模态、大幅优化辐射面纵向位移分布,改善大尺寸压电陶瓷复合换能器的性能.

    近周期声子晶体带隙点缺陷正方晶格Anderson局域化特性纵向位移分布均匀度

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