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系综最新娱乐体验_系综理论(2024年12月深度解析)

内容来源：卡姆驱动平台所属栏目：话题更新日期：2024-12-02

「x-mol微资讯」【山东大学JPCA | 分子动力学中的几何相位：轨线系综新视角】网页链接近日，由山东大学物理学院杨欢和郑雨军教授在 JPCA 上发表了关于几何相位提取的新研究：提出了一种直接从轨线系综中提取几何相位信息的新方法，为实验观测和理论研究提供了新视角。

剑桥统计力学刷题心得：Q6~Q10详解最近完成了 David Tong 的统计力学第一份 Example Sheet，真是高质量的习题集！做题的时候，我甚至有点怀疑自己当年学的统计力学是不是白学了。这次习题中有一个精彩的量子弦配分函数和自由能推导，还有用拉格朗日乘子法推导墒最大对应的分布函数、巨正则系综的粒子数涨落以及用标度变换建立自由能基本关系的内容，都是对 Tong 讲义的很好补充。特别是 Q6 的量子弦问题，涉及到了很多计算技巧，这些技巧曾在 Barton Zwiebach 教授的《String Theory》教材中见过。我也重新翻出来借鉴了一番。做完所有习题后，我有种“扶我起来，我还能算”的奇怪反应。后面还有三个统计力学的 Example Sheet，争取继续磕下去！

【「USTC ⷧ瑧 ”」｜中国科大在纳米级空间分辨红外成像及催化研究中取得新进展】精准识别催化材料表面纳米尺度的活性位点结构及反应过程中产生的中间吸附物种，对于理解催化反应与材料结构之间的本质关联性至关重要。然而，传统光谱技术仅能获取催化材料表面的系综平均信息，无法实现对真实活性位点在纳米尺度的高空间分辨鉴别。因此，基于突破光学衍射极限的原子力显微镜-红外光谱联用技术，在高空间分辨率下对材料形貌和表面吸附物种进行微区分析，有望为辨别和追踪催化表界面真实活性位点提供一种新的研究范式。「中国科学技术大学超话」

本文基于随机共振的原理，在里德堡原子系综中实现了对微波信号的非线性增强检测。随机共振现象在具有双稳态或多稳态行为的非线性系统中尤为显著，其中弱信号与适当强度的噪声相结合，可以刺激系统在不同状态之间切换，从而放大输入信号网页链接

【「科研速递」｜清华物理系副教授获亚太物理学会联合会-亚太理论物理中心“杨振宁奖”】近日，亚太物理学会联合会和亚太理论物理中心授予清华大学物理系副教授刘永椿2024年度“杨振宁奖”，以表彰他在宏观尺度系统量子调控及精密测量应用方面的杰出贡献。“杨振宁奖”每年颁发一次，每次授奖三人，表彰在亚太地区取得突出研究成果的青年科研人员，刘永椿是本年度中国唯一获得“杨振宁奖”的科研人员。他致力于宏观尺度系统的量子调控理论与实验研究，基于原子系综、机械振子等由大量原子组成的宏观系统，开展制备量子态、研制量子器件和实现精密测量的研究。研究成果主要包括提出通过动力学调控快速高效制备大原子数薛定谔猫态、高度压缩态以及宏观机械振子量子基态等多种量子态的方法等。「清华大学超话」「清华师者」

【科学家利用量子精密测量技术创造暗物质探测纪录】中国科学技术大学教授彭新华、副教授江敏等利用量子精密测量技术，在“轴子窗口”内成功开展轴子暗物质的直接搜寻实验，将国际上的探测界限提升至少50倍。研究成果日前发表于《物理评论快报》，并被选为“编辑推荐”文章。自半个世纪前确立以来，粒子物理标准模型已经受了无数次检验。然而，粒子物理标准模型所描述的粒子和相互作用仅占观测宇宙能量密度的5%。诸多超越标准模型的理论预言了轴子这种暗物质的热门候选粒子。这类粒子可以与标准模型粒子相互作用，引起标准模型粒子微弱的能级移动。量子精密测量技术利用相干、关联和纠缠等特性，可以实现对微弱能级的超灵敏测量，而且通常具备桌面尺寸，为暗物质搜寻提供了变革性手段。一些特定理论模型预测轴子有可能存在于所谓“轴子窗口”内。然而，由于轴子暗物质的信号极其微弱，极易被环境噪声和经典磁场的干扰信号所掩盖，因此仅有少数研究团队在这一质量范围开展过实验搜寻。该工作中，研究人员巧妙利用了两个相距60毫米的极化原子系综，在“轴子窗口”内探测轴子暗物质诱导的自旋相关相互作用。由于极化原子系综之间存在经典磁场，形成干扰，研究人员精心设计了磁屏蔽系统，成功把经典磁场信号抑制到一百亿分之一。此外，他们还采用了在引力波探测中广泛应用的最优滤波技术，以最大限度提高轴子暗物质信号的信噪比。尽管研究人员暂时未能发现轴子暗物质存在的直接证据，但他们仍在“轴子窗口”内给出了迄今最强的中子-中子耦合界限，创造了新的国际最佳纪录。这一成果不仅展示了量子精密测量技术在暗物质探测领域的巨大潜力，也为未来的相关研究奠定了坚实基础。美国印第安纳大学伯明顿分校教授Michael Snow撰写了评述文章，称“该工作将轴子暗物质的探测灵敏度提高约两个数量级，超越了国际最先进水平”。网页链接

「中国科学家利用量子精密测量技术开展暗物质桌面式搜寻」[鲜花]中国科学技术大学教授彭新华和副教授江敏等在轴子暗物质探测方面取得进展。该研究利用量子精密测量技术在“轴子窗口”内开展了轴子暗物质的直接搜寻实验，将国际上的探测界限提升了至少50倍。近日，相关研究成果以New Constraints on Axion-Mediated Spin Interactions Using Magnetic Amplification为题，发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上，并被选为编辑推荐文章。同时，美国物理学会Physics Viewpoint栏目刊发了美国印第安纳大学伯明顿分校教授Michael Snow撰写的题为Searching for Axions in Polarized Gas的专文评述。 [太阳]近年来，有研究提出，一些特定理论模型预测轴子和Z'玻色子或存在于“轴子窗口”。而轴子暗物质的信号微弱，易被环境噪声和经典磁场的干扰信号掩盖，因此仅有少数团队在这一质量范围开展过实验搜寻。 [超人爸爸]该研究利用两个相距60毫米的极化129Xe原子系综，在轴子窗口内探测轴子暗物质诱导的自旋相关相互作用。实验装置中，一个129Xe原子系综充当自旋传感器，另一个129Xe原子系综作为自旋源。为了提高129Xe核自旋的极化度或探测灵敏度，研究在129Xe原子系综中混入碱金属Rb，实现了对129Xe极化矢量信号145倍放大，构建了超灵敏的轴子暗物质探测器。 [月亮]实验中，对自旋源中的129Xe原子系综施加磁场脉冲，使129Xe原子的核自旋翻转90Ⱟ𜌨🛨€Œ这些原子以特有的拉莫尔频率绕其极化轴进动。理论预期提出，这类进动的129Xe原子将通过轴子传递自旋相互作用至自旋传感器中的129Xe，从而产生潜在的轴子暗物质信号。为了捕捉这一微弱信号，研究利用激光探针监测129Xe传感器的极化状态，寻找可能揭示轴子暗物质存在的微小偏差。[微风]而轴子暗物质信号极其微弱，使得经典磁场干扰可能成为高灵敏识别轴子信号的挑战。为了克服这一挑战，研究设计了磁屏蔽系统，将经典磁场信号抑制了1010倍。同时，研究采用引力波探测应用的最优滤波技术，以最大限度地提高轴子暗物质信号的信噪比。尽管研究暂时未发现轴子暗物质存在的直接证据，仍在“轴子窗口”内给出了迄今为止最强的中子-中子耦合界限，创造了新的国际最佳纪录。 [中国赞]上述研究展示了量子精密测量技术在暗物质探测领域的潜力，为未来的相关研究奠定了基础。研究工作得到科学技术部、国家自然科学基金委员会、中国科学院、中国博士后科学基金会等的支持。网页链接

UQ统计力学辅导，速看！ 𐟓š课程代码：PHYS3020 𐟓–课程名称：统计力学StatisticalMechanics 𐟓ˆ课程学分：2分 𐟔课程描述：本课程旨在通过微观粒子的量子力学行为，理解宏观材料样品的物理性质。内容涵盖微规范、规范和大规范系综；经典气体和量子气体；光子和声子；普朗克分布和黑体辐射；费米子和玻色子；费米-狄拉克分布和费米能量；玻色-爱因斯坦分布和玻色凝聚。 𐟎隷𞧨‹目标：通过统计方法描述多粒子系统，本课程介绍基本概念，并应用这些原理解决各种物理问题。主要目标包括： 1️⃣ 描述和解释统计物理学的原理，并分析其与物理学的其他领域和现实世界问题的联系。 2️⃣ 应用统计力学的数学原理和方法来解决定量问题，并批判性地分析结果。 3️⃣ 计划和执行统计物理学和热力学的实验研究，批判性地分析和交流结果。 4️⃣ 利用技术交流来支持统计力学和热力学领域的科学论证。 𐟓š想要了解更多信息，请继续关注我们的辅导服务！

中国科大又有重大发现！从中国科学技术大学获悉，该校彭新华教授、江敏副教授等人利用量子精密测量技术探测暗物质诱导的自旋相关相互作用，将此前国际上的探测界限提升50倍以上。国际知名学术期刊《物理评论快报》日前刊发了该成果。在我们的世界，日月星辉乃至自然万物等所有“看得见”的东西，仅占宇宙质量的5%，另外的95%是看不见的暗物质和暗能量。找到暗物质，将会带来物理学的革命性突破，让人类更好地理解宇宙。然而暗物质粒子不发光、不参与电磁相互作用，无法用任何光学或电磁观测设备直接“看”到。如何探测到“暗粒子”，是国际物理学研究的重大课题。轴子是可能构成暗物质的热门假想粒子之一。近期，利用量子精密测量技术对微弱能级的超灵敏测量，中科大科研团队巧妙利用两个相距60毫米的极化原子系综，在“轴子窗口”内探测轴子暗物质诱导的自旋相关相互作用。为此，科研人员精心设计磁屏蔽系统，成功把环境的经典磁场信号抑制减弱为一百亿分之一，还采用在引力波探测中广泛应用的最优滤波技术，以最大限度提高轴子信号的信噪比。通过一系列创新，科研团队在“轴子窗口”内给出了迄今为止最强的中子—中子耦合界限，将此前国际上的探测界限提升50倍以上。美国印第安纳大学伯明顿分校教授迈克尔ⷦ–隷𚨯„论认为，这项研究的独特亮点在于创新性引入两种新技术——磁放大技术和信号模板，超越了国际先进水平。 “我们的研究通过提升探测精度和范围，进而提升了寻找到‘暗粒子’的可能。”彭新华教授说。此外，这项研究发展的技术具有远景的实际应用价值，比如通过提高核磁共振的精度来实现精准医疗，以及开展更为精密的深海探测等。

中国科大实现噪声增强的里德堡原子电场探测中国科大郭光灿院士团队在基于里德堡原子的微波传感方向取得新进展。该团队项国勇、邹长铃等人研制出一种新型的噪声鲁棒且可实现连续探测的里德堡原子微波探测装置，利用了里德堡原子系综里多体效应引起的强相互作用，实现强微波背景噪声下待探测弱信号的显著增强和信噪比提升。该成果以“Nonlinearity-enhanced continuous microwave detection based on stochastic resonance”为题，10月11日发表在国际学术期刊《科学进展》上。噪声增强的非线性微波传感相较于传统的微波天线技术，基于里德堡原子的微波传感由于其高灵敏度、尺寸小、高选择性、频谱覆盖宽等优势，近年来得到了学术界广泛的关注。然而到目前为止，大量的研究工作只是在实验室无噪声或者噪声水平很低的情况下进行微波测量或者通信，面对外场条件下复杂的噪声环境和电磁干扰，其测量效果和灵敏度都会大打折扣。因此，发展在抗干扰性能上具有实用化潜力的原子微波接收机是里德堡微波传感领域的急切需求。在前期基于里德堡原子微波传感的研究基础上，项国勇等人结合基于随机共振理论和里德堡原子系综里的多体效应产生的强非线性提出了噪声增强的微波测量方案。研究人员通过系综里的多体效应引入强非线性产生双稳现象，并利用一个很强的噪声微波场进行辅助，实现了对另一个弱探测信号的放大。相较于工作在线性区域的外差探测法，研究人员实现了25dB的功率值放大和6.6dB的信噪比提升。值得一提的是，这类新型非线性原子微波传感器具有很多优势：（1）非线性可调：操作人员可以通过调节系统参数改变系统的非线性大小，适应不同类型的噪声环境。（2）噪声鲁棒：噪声可以通过人工引入或者仅仅利用系统噪声进行信号放大；并且噪声形式可为随机白色噪声或者有色噪声。（3）可连续测量：该微波接收机工作于系统临界点附近，且可持续进行微波测量。（4）兼容性好：该方案可兼容目前任意一种原子微波测量或者通信方案。另外，研发人员正在对该类新型微波传感器进行进一步升级和改造：比如可通过提升原子-微波相互作用体积来提升绝对灵敏度，通过引入多能级协助提升信号接收带宽等。该方案在多种场合下具有应用潜力：比如基于里德堡原子的微弱信号检测，噪声背景下的微波通信以及微波成像等。

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