在过去 30 年中,探索强相互作用理论或量子色动力学 (QCD) 的相结构一直是相对论核物理的主要目标之一 [1]。尤其是 AGS(EOS 合作 [2])、CERN 的 SPS(NA49 [3] 和 Shine 合作 [4])以及后来的 RHIC-BES 计划(STAR 合作 [5])都试图寻找解除禁闭开始的明确信号。在实验方面,未来几年,我们将利用达姆施塔特和杜布纳的新设施,即 FAIR 项目 [6] 和 NICA 项目 [7] 继续进行这项搜索。在理论方面,由于缺乏对与 QCD 相变碰撞的定量预测和高质量的数值模拟 [8],对解除禁闭开始的搜索受到困扰。虽然这听起来可能令人惊讶,但不幸的是,在 FAIR/NICA 体制下,大多数重离子碰撞输运模拟都不允许包含相变,因此最多只能提供背景动力学 [9](一个值得注意的例外是 [10])。相反,相对论流体动力学模拟可以通过在有限重化学势下加入相变来提供新的见解,因为这种能量是必需的。流体动力学模型在核碰撞模拟中的应用历史悠久 [11– 15]。这种方法的优势在于,除了局部热平衡的基本模型假设外,基本上只有具体状态方程的选择作为物理输入。在低能级,描述弹丸和靶核相互作用的单一流体的流体动力学图像早已被用来研究定向流等集体效应以及这些效应对核状态方程的依赖性(参见,例如 [13, 14, 16])。然而,在低能重离子碰撞的纯流体动力学描述中,很少分析次级粒子的光谱,一个显著的例外是 [17] 的双流体模型方法。另一方面,在高碰撞能量下,流体动力学模型被发现适用于
本报告描述了作为 A27 项目一部分进行的分子建模模拟。分子动力学和蒙特卡罗模拟是在各种材料和温度范围内进行的,从 100 K 的氩气到 1200K 的铜/铅二元合金。还考虑了水和 CO 2 模拟以及压电钛酸钡的模拟。在本报告中,我们并没有满足于模拟原子的“快照”。相反,我们认为分子模拟必须通过与实验结果一致来“获得维持”,这符合 NPL 对计量学的关注。因此,我们将所有模拟结果与实验数据进行了比较。我们还展示了与近似解析方程的比较,在某些情况下,近似解析方程的精度可以与分子代码相媲美。特别是,我们专注于使用分子模型重现相图,因为这些是现实世界中最引人注目和最具特征的材料特性之一。本报告中考虑的相图包括温度-密度相图(即固/液/气相变)、温度-摩尔分数图(二元合金等)和压电中的对称相变(预测随之而来的滞后极化-电场图)。我们研究了分子建模结果如何帮助改进 NPL 的旗舰商业材料建模程序 mtdata 所做的预测。我们已经证明,分子模型做出的实际预测可以输入到 mtdata 中,从而产生比 mtdata 使用的理想气体近似值更好的质量相图。我们为建模代码编写了“驱动程序”,允许非分子模拟专家通过重复调用这些模拟代码来生成相图。我们还引入了并行化方案以利用 NPL 网格。该项目是 mdl 的展示,mdl 是一个由 NPL 编写的分子动力学代码,是我们未来可以利用的重要 IP。为了评估 mdl 的准确性,我们将其与其他三个求解器进行了比较。在本项目过程中,我们还升级了 mdl ,以支持化学势的计算。这些对于评估气体混合物(例如二元合金)中的混合行为至关重要,这与 mtdata 直接相关。完整的代码集列于表 1.2 中,并提供了下载这些程序的链接。
摘要 热辐射在能量转换过程中起着重要作用。利用纳米材料和光子结构调整热辐射的能力可以为能源和信息应用带来重要机遇。在本次研讨会上,我将介绍我最近关于控制热辐射进行能量收集、主动制冷和被动冷却的研究。首先,我将讨论基于纳米级辐射传热的能量转换实验 [1-2],这些实验为热能收集指明了新的机会。具体来说,我将描述一个纳米间隙近场热光伏实验 [2],我证明了通过将热热发射器和光伏电池之间的距离缩小到纳米级,可以大大提高发电率(40 倍)。其次,我将描述使用非相干光(热辐射)通过控制光子的化学势进行主动光子制冷的首次实验演示 [1]。我将说明如何通过将表面放置在反向偏置发光二极管附近来实现表面的净冷却。冷却是由于反向偏置二极管的热辐射被抑制,以及跨纳米级间隙表面的光子发射增强所致。这为将纳米光子学和光电器件相结合实现固态制冷指明了一条有前途的道路。第三,我将讨论如何利用寒冷的外层空间 [3-4] 作为热力学资源用于被动冷却和能源效率应用。我将展示将太阳能吸收器的温度降低 13 ˚C 同时保持其阳光吸收率的结果,这表明太阳能电池的效率显著提高 [3]。接下来,我将展示通过使用超选择性热发射器和真空系统实现创纪录的 42 ˚C 温度降低的结果 [4]。最后,我将概述我未来的研究方向。传记朱林晓博士在斯坦福大学获得应用物理学博士学位和电气工程硕士学位,在中国科学技术大学获得物理学学士学位。他的博士研究方向为利用光子结构控制电磁传热,指导教授为范山辉教授。朱博士目前是密歇根大学机械工程系的博士后研究员,师从 Pramod Reddy 教授和 Edgar Meyhofer 教授,从事近场能量转换实验。朱博士的研究兴趣在于控制光和热以用于能源和信息应用。他曾被《麻省理工技术评论》评为 35 位 35 岁以下创新者(中国 2019 年)。他的研究成果曾被《发现》、《科学美国人》等媒体报道。
项目详情:目前,全球范围内正在开发用于量子技术的原子平台,例如原子钟、量子重力仪和加速度计以及原子干涉仪。但测量通常非常耗时且成本高昂,而用于后处理时间序列的最先进的算法在数值上要求很高。尽管过去二十年一直专注于使用测量相位参数的量子干涉仪进行传感,但对于自然界基本理论中出现的大多数可观测量,例如磁场、凝聚态分数和化学势,尚不存在最佳估计理论。最近,安德斯教授的团队开发了全局量子测温法 [1],这是一种用于温度估计的尺度尊重框架,也是相位估计之外的估计理论的第一个原型。这种现代温度估计策略充分利用了估计参数的对称性,并采用了贝叶斯推理技术。真正的优势在于它可以指导如何在实验测量中选择控制参数,以便在有限的资源下最大限度地获得信息增益。正如 [2] 中利用伯明翰大学进行的钾 (K) 实验的一组预先存在的数据所证明的那样,可以使用全局量子测温框架先验地优化释放-重新捕获冷原子实验的等待时间。最近,安德斯教授及其同事使用诺丁汉大学的冷原子平台将这种新的全局估计技术扩展到完全不同的量——原子数的测量,发现与以前的传感技术相比,精度提高了五倍 [3]。本理论项目将建立使用磁力仪和陀螺仪同时估计磁场和惯性旋转的最佳策略。这些策略将用于减少正在进行的原子实验中准确估计参数所需的数据数量,因为获取大量数据集的成本可能高得令人望而却步。学生的目标之一是推广最近开发的用于估计位置同构参数的框架 [4]。目标是找出可适用于量子技术中除相位之外的任何相关参数的最佳量子估计策略的方程。这将涉及变分法、群对称性和信息几何等分析技术。后续目标是调整理论框架,使其适用于正在进行的原子磁力仪实验 [5]。这还将涉及使用预测的量子估计策略分析原型量子磁力仪产生的时间轨迹。目标是确定此类策略是否能够实际降低磁场和惯性参数估计的不确定性。预计将与目前正在开发量子磁力仪的实验团队合作。[1] J. Rubio、J. Anders、LA Correa,PRL 127,190402 (2021) [2] J. Glatthard 等人,PRX Quantum 3,040330 (2022) [3] 通过自适应对称信息贝叶斯策略将冷原子实验的精度提高五倍,M. Overton 等人,arXiv:2410.10615 (2024)。[4] J. Rubio,Phys. Rev. A 110,
您需要了解有关流量电池背景信息的信息:电池存储的工作原理是电池存储是存储电能的设备。因此,电池内接收的电能被转化为化学能,并存储在其化学(电解质)中。一种称为氧化还原反应的化学反应发生在电池内部,将相关物质或反应伴侣转换为具有不同化学势的其他伴侣。这些化学物质将能量储存到需要为止。当请求能量时,启动了反向的氧化还原反应,并以电力形式从电池中出来。该过程非常容易。如果将外部电压应用于电池的两极(即连接电路),其电压比电池电压高,然后能量进入;电池充电。如果外部电路施加的电压低于电池电压,则能量会出来并且电池被放电。流量电池的历史记录并非所有用于流动电池的解决方案都具有相同的技术效果。流量电池的概念化学概念已于1879年在美国获得了专利,并在1950年代在德国与金属离子合作,NASA于1970年代从事这项技术,并在1980年代由新南威尔士大学的Maria Skyllas-Kazacos在1980年代颁发了All-Vanadium RFB。,至少它的电解质仍在运行,据我们所知,正好在运行30多年后,其电解质仍在运行。正好在运行30多年后,其电解质仍在运行。通常,钒氧化还原流量电池是最发达的,因此是最成熟的氧化还原流化学反应,流量电池的独特之处是什么?流量电池具有化学电池基础。在大多数流动电池中,我们发现两个液化电解质(解决方案),这些电解质(解决方案)流过能量转换的区域。此电解质不放置在此“电池主体”中,可以存放在单独的坦克中。与典型的电池相反,流量电池不仅由一个车身组成(想想您的手表或手机使用的电池),而不是我们有堆栈(能量转换发生能量转换的电池的布置),电解液罐,用能将电解质储存的能量与它们所包含的能量一起使用,并用泵与储存的电解液一起循环电解系统,并与他们的能量循环。该系统的美感避免了许多标准电池不利的,以“不灵活的设计”绑定。为什么需要流量电池?脱碳需要间歇性的可再生能源,这需要大量的能量存储才能应对这种间歇性。流动电池在能源处理设计方面提供了新的自由。流量电池概念允许独立调整电力并独立存储能源能力。这是有利的,因为通过将功率和容量调整到所需的需求,可以降低存储系统的成本。此外,在大多数氧化还原流量电池中,功率和容量的独立可伸缩性导致了有关每千瓦时成本的扩展效果。换句话说:与其他电池相比,kWh的翻倍并不是成本的两倍!This is a very important advantage of flow batteries for the combination with renewables.
抽象的物镜经硫代蛋白淀粉样蛋白心肌病(ATTR-CM)是由沉积野生型或突变的转染素引起的浸润性心脏疾病。作为特性疾病,我们试图确定其特发性高度心房(AV)块的患者的患病率,需要永久性起搏器(PPM)。在2019年11月至2021年11月之间,经过PPM植入PPM的70-85岁的连续患者提供了3,3-二磷酸-1,2-二磷酸-1,2-丙二烷二键二羧酸(DPD)扫描。人口统计学,合并症,心电图和成像数据。结果39例患者(男性为79.5%,设备植入76.2(2.9)年)进行了DPD扫描。3/39(7.7%,全男性)的结果与属性(佩鲁吉尼2或3级)一致。平均DPD扫描的人的最大壁厚为19.0 mm(3.6毫米),而阴性扫描的患者为11.4 mm(2.7 mm)(p = 0.06)。所有被诊断为ATTR-CM的患者患有脊柱狭窄,两名患有腕管综合征。结论应在需要永久起搏的老年患者中考虑高度AV块,尤其是在存在左心室肥大,腕管综合征或脊柱狭窄的情况下。
Casimir效应[1,2]是由于量子真空波动引起的中性物体的相互作用。对高级材料之间Casimir相互作用的研究是一个新的和有希望的研究领域[3]。一方面,这些材料的异常电子特性会对Casimir力产生有趣的影响。另一方面,Casimir实验的提高质量使它们成为探索材料本身的有用工具。dirac材料(在足够低的能量下遵守二级式dirac-type方程)为我们提供了一个量子场理论与凝结物质之间相互作用的示例。石墨烯是该家族的重要代表[4,5]。处理狄拉克材料是很自然的,可以通过清理的极化张量来描述与电磁场的相互作用,并使用此张量来计算Casimir相互作用。在石墨烯的情况下,在[6]和[7]中使用了这种方法,分别在零和非零温度下使用。值得注意的是,石墨烯的Casimir相互作用的极化张量方法是实验中唯一证实的方法[8-11]。所有真实材料都包含杂质。特定形式的杂质可能会有所不同。杂质是指破坏原始材料清洁度的一般形式。在评论[12-15]中可以找到石墨烯样材料中杂质和缺陷的分类。石墨烯的二维性质减少了可能的缺陷和杂质类型的数量。因此,我们不会尝试关键是,它在居住在石墨烯表面外面的ADATOM或替代杂质在能量上有利。可能会被充电[16-18],磁[15],同位素[19,20],拓扑结构(例如五角大州和七肠)[13,21],或者是缺陷和生长诱发的缺陷等缺陷[22]和群集缺陷[12]。有意的杂质通常称为掺杂剂,而杂质本身可以是故意的,也是无意的(意外)。掺杂用于改变材料的物理或化学特性。石墨烯中的杂质[23,24]可能会将狄拉克附近的线性分散体转换为二次的杂质,这表示杂质引起的质量间隙的外观。描述杂质及其对材料物理特性的影响有不同的方法。常见是具有射击或远程电位[13]和散射方法[25,26]的紧密结合模型。使用石墨烯中的各种杂质类型,我们需要一个良好的模型,该模型可以捕获杂质的通用特性,同时非常简单地用于计算偏振张量。一种成功描述杂质的方法在于将准粒子的传播器添加到描述杂质散射率的参数γ。换句话说,γ是fermion自能的虚构部分。在[27 - 31]中的外部磁场存在大多数情况下,这种描述已应用于石墨烯。我们将自己限制在零温度和消失的化学潜力的情况下。[31]的计算与石墨烯中巨型法拉第旋转的测量[32]非常吻合。原则上γ可以取决于频率,尽管保持频率似乎是一个良好的近似值。在这项工作中,我们忽略了杂质的另一个作用,这是它们产生非零化学势µ的能力。在[10,11]中考虑了石墨烯表面上原子(主要是钠)的一种特殊形式的杂质(主要是钠)及其对Casimir力的影响。根据这些论文,这种杂质会导致石墨烯的质量间隙和非零化学潜力,而不是通过散射速率γ描述的杂质散射的出现。本文的主要目标是研究杂质散射速率γ对石墨烯与理想金属之间Casimir相互作用以及两个石墨烯片之间的影响。这是一个简化的设置。
由约翰·巴尔丁(John Bardeen),莱昂·库珀(Leon Cooper)和罗伯特·施里弗(Robert Schrieffer)开发的BCS理论成功地建模了I型超导体的性能。该理论的一个关键方面是通过与晶格的相互作用而形成了库珀对,这是由于与晶格振动相关的电子之间的轻微吸引力所致。这些配对的电子的行为更像是玻色子,凝结成相同的能级,并在带隙以下的温度上表现出零电阻率。获得诺贝尔奖的三人组的工作表明,超导性的临界温度取决于带隙和同位素质量,指向声子相互作用机制。给定的文章文本此处已将半导体的属性扩展到包括环境样本[11,12]。半导体表现出具有能隙(例如)为特征的带状结构,硅的EG约为1.17 eV,而EG的EG约为0.66 eV。内在的半导体,例如纯硅或锗,由于热能而导致一些电子升高到传导带。填充特定能量状态的概率遵循费米 - 迪拉克分布。在室温下,化学势(μ)和费米能(EF)大致相等。传导电子可以通过相对于费米能的能量水平来识别它们。当电子被激发到传统带中时,它留下了一个孔,该孔充当价带中的正电荷载体。杂质半导体是通过引入杂质(掺杂)来改变其电子特性而创建的。n型材料的杂质比半导体的价电子多,而P型材料的杂质具有较少的价电子。在超导性中,可以在液态氦低温器中观察到几种现象。通过测量磁场排除(Meissner效应)证明了向超导状态的过渡,因为温度通过沸腾的氦气流降低。还观察到,还观察到还观察到通过两个超导体之间的绝缘连接在超导铅缸中诱导电流的持续性。此实验的准备问题包括测量0.5英寸汞的高度,以允许蒸发氦气逃脱,防止空气逆流进入脖子,并取下插头以测量氦气水平并插入实验。应通过各种方法将这种开放条件的持续时间最小化,例如减少电线表面上的杂质或平行于其平行的磁场。这可以帮助减轻非常规超导体和其他可能导致库珀对破裂的来源的疾病的影响。超导和扩散金属状态之间产生的相变是一种复杂的现象,受到电流和热激活相滑的波动的影响。已经对此过程进行了全面分析,从而揭示了从量子临界到低温金属相过渡时,零频率电运中的非单调温度依赖性。遵循De Gennes的方法,参考。接近临界点,热电导率比显示了遵守Wiedemann-Franz定律的线性温度依赖性。在相关研究中,对强烈相互作用的国家方程的调查已经持续了近二十年。这项研究通过检查了描述核液体 - 液体相变和解糊精过渡的准确解决的统计模型,从而为这一领域做出了贡献。通过扩展热力学限制中的溶液到有限体积,研究人员直接从大规范分区中制定了相似的相类似物。已经探索了对这些系统的表面影响,表明表面的存在可以显着影响相行为,尤其是对于强烈相互作用的物质。时间限制对金属超导性和超流量的影响,电子在短范围内使用筛选的库仑电位相互作用。金属的现象学理论(称为Landau Fermi液体理论)假设这些相互作用的电子绝热连接到自由电子。这使我们能够将金属中的电子视为具有重归于参数的非相互作用的费米。有限温度下金属的比热与激发的数量成正比,即大约4kf/k,其中kf是费米波形,而ek是电子的能量。这表明金属中的电子出于实际目的的行为就像非交互式费米子。一项研究发现,声子的线宽与电子偶联参数λ成正比。然而,一些研究的重点是超导体中的电子声子相互作用,尤其是在常规和非常规的超导体中。这项研究的目的是更好地了解使用非弹性中子散射的经典超导体的声子频谱。另一项研究试图以“纯粹的经典”方式解释Meissner效应,即从超导体中驱动磁场线。但是,该论点滥用了Gennes的通量驱动,并受到其他研究人员的争议。我们不是直接解决最关键的论点,而是基于De Gennes的古典教科书摘录的基本观点[2]。1将超电流密度描述为j(r)= n(r)e*v(r),其中n是超导电子的密度,v是载体的漂移速度。通过将该方程取代到表达式中以进行动能并最大程度地减少动能和磁能的总和,可以到达F.和H. Londons的方程式:H +λ2∇×(∇×H)= 0,其中λ是穿透深度。此方程式解释了字段排斥。值得注意的是,该方程的推导不依赖于量子概念或普朗克常数。状态揭示了2DEG的特性;具体而言,它表现出半耗油的石墨烯EF自旋偏振法表面。这导致了有趣的现象,例如与旋转密度相关的电荷电流和与电荷密度相关的旋转电流。此外,Berry的阶段具有强大的疾病,显示出弱反定位但不可能的定位。当对称性打破时,表面能隙会打开,导致诸如量子霍尔状态,拓扑磁电效应或超导状态等外来状态。但是,如果表面保持不足而没有破坏对称性,甚至出现了更异常的状态,则需要固有的拓扑顺序,例如非亚伯式FQHE或表面量子厅效应。文本进一步探索了轨道QHE,e = 0 landau级别的dirac费米子和“分数” iqhe 2/3 e/h B.异常的QHE可以通过沉积磁性材料来诱导表面间隙,从而导致质量M↑M↓。在拓扑绝缘子(TIS)的背景下,文本讨论了磁电效应Qi,Hughes,Zhang '08;艾森,摩尔,范德比尔特'09。它考虑了带有磁体间隙表面的Ti的实心圆柱体,并探索了拓扑“ Q术语” 2 DL EB E E1 ME N E2 H2 H2 Q H Tr Sym。