空气簇射切伦科夫光观测

用快、慢光电倍增管分别构成两种探测装置,记录了广延空气簇射(EAS)切伦科夫(C)光的脉冲形状和光强.测量了海平面EAS(能量E₀>5×10¹⁴eV)C光脉冲的半高全宽(FWHM)分布和光子密度谱.两种光强探测结果的比较表明:由GDB100慢光电倍增管和峰值ADC组成的光强测量系统,对于测定EAS C光的光强是一种简单和经济的好方法.     

空气簇射切伦科夫光强横向分布测量

在北京怀柔建立了一个旨在研究广延空气簇射(EAS)切伦科夫光强横向分布及其脉冲时间结构的光学阵列,与怀柔粒子阵联合观测,测量了簇射大小在2×10⁵－10⁷粒子范围的切伦科夫光强横向分布,该分布在离轴心20—150m范围可表为指数函数形式Φ(R)～exp(－bR/10⁴).初步结果与最近的一些实验和理论大致相符.     

模拟退火研究CO2在Ar团簇中的结构和能量性质

采用模拟退火算法研究了范德华团簇Ar_N-CO₂(N=1～19)的结构和能量性质. 利用一个最近得到的Ar-CO₂的势能面及Aziz的Ar-Ar作用势能,采用两体加和近似来构建团簇的高维势能面,再根据一个精心设计的退火进度表来采样玻璃态相空间以得到最低能量构型.与其他较轻的稀有气体形成的Rg_N-CO₂团簇不同,Ar-CO₂团簇表现出特有的结构和能量性质,比如小尺度团簇的相关性质     

怀柔EAS阵列的Monte Carlo研究

用GENAS程序包为怀柔阵列产生了36万Monte Carlo模拟EAS事例,用它们研究了怀柔阵列的性能,确定了最佳的事例判造条件,对实验数据进行了正确性检验,得到了怀柔EAS Size(即簇射在观测面的总荷电粒子数)与初级宇宙线能量之间的转换关系.这项研究表明,怀柔阵列的EAS心位和方向测定精度分别好于3m和2.5°;EASSize测定误差典型值约8%;近垂直簇射的Size(N)与初能(E)的关系为E≈10^10.64N^0.84.     

北京谱仪端盖簇射计数器的能量分辨及其模拟研究

利用北京谱仪J/ψ、ψ′、D_s能量下端盖簇射计数器(ESC)内的e⁺e^－末态事例,研究了电子簇射在ESC中单个计数管的脉冲幅度分布、击中单元总数分布和各读出层的击中单元数分布、沉积能量分布和总沉积能量的分布;得到能量分辨约为22%/E(GeV)在SOBER程序框架的基础上采用双高斯分布描述单计数管脉冲幅度谱,EGS4描述电磁簇射,考虑了三维磁场分布,完成了ESC蒙特卡罗模拟程序,模拟结果与实验数据符合很好.     

怀柔EAS阵列对初级宇宙线“膝”区能谱的测定

仔细分析了近年来怀柔广延大气簇射阵列记录的65万个大气簇射事例,得到了簇射Size(即荷电总粒子数)谱和10¹⁵—5×10¹⁶eV能段的初级宇宙线微分能谱.此谱呈明显的、平滑过渡的“膝”样结构,拐点在3×10¹⁵eV附近.除了“膝”较平滑不象明野谱那样尖锐拐折而外,怀柔谱在绝对流强和“膝”的位置上都与日本明野组吻合得很好.在银河磁场刚度截止模型框架下,怀柔实验Size谱界定的宇宙线质子谱拐折能量Ec的取值范围在160到240TeV之间.     

空间网络上的随机游走

本文以一维均匀环为基础, 通过添加有限数量的长程连接构造出了一维有限能量约束下的空间网络, 环上任意节点i与j之间存在一条长程连接的概率满足p_ijα d_ij^-α (α≥ 0),其中d_ij为节点i与j之间的网格距离, 并且所有长程连接长度总和受到总能量∧=cN(c≥ 0)的约束, N为网络节点总数.通过研究该空间网络上的随机游走过程,存在最优幂指数α₀ 使得陷阱问题的平均首达时间最短.进一步研究发现,平均首达时间与网络规模N之间存在着幂律关系, 随着网络规模N和总能量∧的增加,最优幂指数α₀单调增加,并趋近最优值1.5.     

原子数N≤400短程Morse团簇的无偏模糊全局优化

由于势能面崎岖不平存在大量的局部极小点,短程Morse团簇的全局优化极具挑战. 本文采用了最近自主发展的无偏模糊全局优化方法,系统地研究了原子数N≤400的短程(ρ=14)Morse团簇. 与目前已知的N≤400以及少数几个较大尺寸的短程Morse团簇结果对照,我们以较高的成功率得到了文献中报道过的所有全局最优结构,同时还发现了N=164,175,188,193,194,197,239,246,260,318和389团簇具有新的能量更低全局最小(和局部极小)构型. 通过拟合团簇最优结构能量与尺寸的依赖关系,确定了一系列具有魔幻尺寸的团簇. 研究表明,当N较大时,短程Morse团簇的最优结构倾向于密堆积.     

B12N12纳米笼：潜在的二氧化氮检测传感器

利用密度泛函理论通过计算吸附能量、HOMO/LUMO能隙变化、电荷转移、结构扭曲等研究二氧化氮分子在B12N12纳米笼的吸附．此外,通过计算B₁₂N₁₂的电子结合能、Gibbs自由能、态密度和分子表面的静电势研究其稳定性和其它特性．B₁₂N₁₂纳米笼吸附二氧化氮显示三种构型．B₁₂N₁₂团簇的HOMO/LUMO能隙变化对二氧化氮分子的存在非常敏感,从自由团簇的6.84 eV降为NO₂/团簇稳定团簇的3.23 eV．团簇的导电性被极大地提高,表明B₁₂N₁₂纳米簇可能是潜在的二氧化氮气体分子检测传感器.     

Au2Gen-/0 (n=1∽8)团簇结构演化和电子性质的光电子能谱和理论计算研究

本文利用尺寸选择的负离子光电子能谱和理论计算探索Au₂Ge_n^-/0 (n=1∽8)团簇的结构演化和电子性质. 通过比较理论模拟谱与实验谱,并使用CCSD(T)理论方法计算异构体的相对能量,从而确定金锗混合团簇的全局最小结构. 本文发现Au₂Ge_n^-/0 (n=1∽8)团簇的两个Au原子具有较高的配位数和较弱的亲金相互作用. 负离子团簇和中性团簇的最稳定结构分别处于自旋双重态和自旋单重态. 除了Au₂Ge₄^-/0和Au₂Ge₅^-/0,负离子团簇和中性团簇的全局最小结构具有相似的结构特点. Au₂Ge₁^-/0团簇是一个C_2v对称的V形结构,而Au₂Ge₂^-/0团簇是一个C_2v对称的双桥连结构. Au₂Ge₁^-负离子团簇是两个Au原子盖帽的Ge₄四面体结构,而Au₂Ge₄中性团簇是两个Au原子盖帽的Ge₄菱形结构. Au₂Ge_5∽8^-/0团簇主要采用三棱柱、四棱柱、及五棱柱结构. Au₂Ge₆是一个C_2v对称的四棱柱结构,并表现出σ和π双键性质.     

188TL的πh9/2×υi13/2扁椭球转动带的旋称反转研究

利用能量为170MeV的³⁵Cl束流, 通过¹⁵⁷Gd(³⁵Cl,4n)熔合蒸发反应研究了¹⁸⁸Tl的 高自旋态能级结构. 依据实验结果建立了¹⁸⁸Tl基于πh_9/2×υi_13/2组态的转动带. 根据双奇Tl核能级结构的相似性, 指定了¹⁸⁸Tlπh_9/2×υi_13/2扁椭球转动带的自旋值. 结果表明在¹⁸⁸Tl中, πh_9/2×υi_13/2扁椭球转动带在低自旋区具有旋称反转性质. 利用包含了质子-中子剩余相互作用的准粒子-转子模型, 定性地解释了πh_9/2×υi_13/2扁椭球转动带的低自旋区旋称反转现象.     

双模腔场中具有不同耦合常数的两原子多光子辐射谱

研究了与双模腔场具有不同耦合常数的两个二能级原子的多光子辐射谱,给出了双模多光子辐射谱的一般表达式.结果表明,当双模腔场分别处于不同数态时,虽然两原子与双模腔场之间具有不同的耦合常数,但对于任意的N₁和N₂(N_i(i＝1,2,)为模i腔场被每个原子吸收或发射的光子数),辐射谱总是关于共振频率ω₀对称分布;并且,当N₁＝N₂时,对于任意的数态光子数n₁和n₂交换,辐射谱不变.上述特点用解析方法给予了解释.计算了非简并双光子情况下的辐射谱,并得到了一些新结果.双模腔场中单原子及具有相同耦合常数的两原子辐射谱可从本文结果分别做为特例而得到.     

AunCo (n=1～7)团簇的密度泛函理论研究.

用B3LYP/LanL2DZ方法,系统研究了钴掺杂金团簇Au_nCo (n=1～7)可能的稳定结构和最低能量异构体的相对稳定性．确定了系列低能量异构体,部分异构体的电子态具有较高的自旋多重性．计算结果表明,除n=7外Au_nCo (n=1～7)团簇的基态几何结构为平面结构,Au₂Co为幻数团簇、具有较高的稳定性.     

正交基下的一些无多重性SUN SON同位标量因子的解析表达式

本文导出了一些SU_N SO_N SO_N－1按 SU_N SU_N－1 SO_N－1态展开系数.利用该系数及已知的SO_N SO_N－1同位标量因子,我们求得了SU_N SO_N关于耦合[w₁w₂0…0]×[w₃0…0]→[w₁w₂0…0]的无多重性同位标量因子的解析表达式.     

空气放电非平衡等离子体的模拟计算

 基于空气放电非平衡等离子体动力学,对空气放电进行了数值计算,分析了放电后等离子体中的主要粒子（N₂(v6),N₂(A3),O₂(a1),O和O₃）数密度随起始温度、电子数密度和约化场强的变化趋势。计算结果表明,随着初始温度的升高,空气放电产生的粒子数密度增加。温度为300 K时,放电产生的O原子数密度最大值约为4.90×⁷ cm^-3,而当温度升高到400 K和500 K时,O原子数密度的最大值则相应地增加到5.2×10¹⁰ cm^-3和5.51×10¹⁰ cm^-3。约化场强的影响与温度类似,其中氮气的振动激发态N₂(v6)数密度随约化场强的变化幅度不明显。电子数密度增加,粒子数密度大幅增加,氮分子的激发态N₂(A3)粒子数密度与电子数密度保持严格的线性关系。     

高能带电粒子库仑对数量子力学效应研究

 先进燃料D-3He聚变产生的高能带电粒子在本底等离子体中慢化时间的准确性直接影响到能量平衡和高能离子压强的计算结果。结果表明：高能带电粒子与本底等离子体的离子相互作用的库仑对数量子力学效应明显。应使用高能带电粒子库仑对数力学效应来研究聚变产生的高能端部粒子慢化过程；能量大于等于25Z²_iZ²_iA_i keV的高能粒子与本底等离子体中离子的相互作用库仑对数最好也使用量子截断。     

EMISSION AND MASS SPECTRAL ANALYSES OF LASER ABLATED AlN PLUMES

The emission spectrum of the ³Π_i-³Π_i (0－0) AlN band and some N⁺ and N emission lines have been studied in the visible region for the laser ablated plumes. The Stark-shift and Stark broadening were observed. The component species in the ablated plumes were analyzed by time of flight mass spectroscopy. The electron density and the temperature were calculated from the Stark-shift and Stark broadening of N(²D) emission line. The densities of AlN⁺, Al⁺, N⁺, AlN, N and Al were estimated by the mass spectra and the Saha equation.     

第一性原理计算ZrnFe(n=2—13)团簇的基态结构及其磁性

从第一性原理出发，利用密度泛函理论中的广义梯度近似对Zr_nFe(n=2—13)团簇进行了结构优化、能量和频率计算.在充分考虑自旋多重度的前提下，对每一具体尺寸的团簇，得到了多个平衡构型，并根据能量高低确定了团簇的基态结构.综合团簇的结合能、二阶能量差分以及团簇的最高占据轨道和最低未占据轨道间的能隙可知Zr₅Fe，Zr₇Fe和Zr₁₂Fe团簇的稳定性相对较高，Zr₁₂Fe团簇的结构是具有I_h对称性的正二十面体，而且Zr₁₂Fe的稳定性在所有团簇中是最高的.另外，不仅Zr₅Fe，Zr₇Fe和Zr₁₂Fe团簇的稳定性相对较高，而且它们均为磁性团簇(而Zr_n团簇的磁矩在n≥5时已经发生了淬灭)，由此可知通过选择合适的掺杂元素可能得到高稳定的磁性团簇.从Mulliken布居分析结果可知，除了在Zr₁₂Fe团簇中Fe原子失去少量电荷外，其他团簇中Fe原子均从Zr原子那里得到了一定量电荷，即Fe原子在Zr_nFe(n=2—13，n≠12)团簇中是电子受体.     

利用宇宙线大气簇射的时空特征分辨原初γ射线

利用Monte Carlo模拟程序模拟甚高能区原初γ射线和质子大气簇射过程,分析γ射线和质子簇射在观测平面上的时空结构,利用大气簇射次级粒子到达时间涨落和空间横向分布特征,进行原初γ射线成分和质子成分的有效分辨,为中意合作羊八井ARGO实验进行γ点源的寻找提供了降低强子本底的方法,该工作还估计了该分辨方法对γ信号显著性的影响.     

4s和4p半核态引入价态(导致杂化指数降低)可以减弱Mon (n=2∽18)团簇的二聚体现象的第一性原理研究

钼团簇因具有独特的结构、电子和物理化学性质,被期待在未来的纳米科技中扮演重要角色,但是它们的基态结构至今还存在争议. 本研究采用粒子群优化(CALYPSO)方法对Mo_n (n=2∽18)团簇的晶体结构进行全局域能量最小化搜索,并结合第一性原理方法进一步优化. 计算表明：当4s和4p半核态不作为价态时,Mo_n (n=2∽18)团簇有明显的二聚体趋势,原子数为偶数的团簇往往是“幻数”团簇,具有较高的稳定性;但是,将4s和4p电子作为价电子后,平均杂化指数H_sp、H_sd和H_pd显著降低,二聚体趋势急剧减弱. 本文报道了Mo_n(n=11,14,15)团簇的新基态结构,证明了半核态对于Mo_n团簇是十分重要的.