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2021年 33卷 2期 刊出日期 2021-04-18 慧眼成果专题 物理前沿 中学园地 科学源流 科苑快讯 慧眼成果专题 3 慧眼成果专题前言 Hot! 王贻芳 慧眼卫星遨游太空已经四周年。回顾我国空间X射线探测研究的艰辛历程和丰硕成果，展望未来，我们感到由衷的欣喜。 2021 Vol. 33 (2): 3-3 [摘要] ( 616 ) [HTML 1KB] [PDF 468KB] ( 363 ) 4 从球载实验到慧眼卫星 卢方军 这次规划讨论会，对近几十年来我国宇宙线相关学科的发展，发挥了关键作用。这次讨论会也标志着，经过长时间的技术、理论和学科发展思想的积累，在新中国成立28年后，高能天体物理（当时称宇宙线天体物理）观测在中国正式起步。 2021 Vol. 33 (2): 4-11 [摘要] ( 564 ) [HTML 1KB] [PDF 3259KB] ( 83 ) 12 探索极端宇宙——从HXMT到eXTP和HERD 徐玉朋, 陈勇, 董永伟 慧眼卫星见证了中国高能天文学从20世纪70年代艰难起步到蓬勃发展的过程，在“多信使天文学”时代竞争激烈的国际前沿领域已经占据了有特色和优势的“一席之地”。在此基础之上提出的下一代旗舰级高能天文台eXTP和HERD的实施将使中国在相关领域全面领先，领导国际“探索极端宇宙”。 2021 Vol. 33 (2): 12-21 [摘要] ( 668 ) [HTML 1KB] [PDF 9649KB] ( 12 ) 22 慧眼运行与科学成果——慧眼观天四年记 贾淑梅, 张澍, 屈进禄 目前，慧眼科学中心已制定700余个短期观测计划和30余个ToO观测计划（http：//hxmt.cn/ObsPlan.jhtml），顺利完成了所有观测需求，为慧眼卫星科学目标的实现和科学成果的产出提供了重要保障。 2021 Vol. 33 (2): 22-30 [摘要] ( 568 ) [HTML 1KB] [PDF 13515KB] ( 4 ) 31 慧眼卫星观测高能爆发现象 李承奎, 熊少林, 宋黎明, 蔡策, 易祁彬, 赵海升, 肖硕, 张镇, 赵一, 罗琦 GRB是来自遥远宇宙的伽马射线在短时间内突然增强的高能爆发现象，是目前观测到的最剧烈的爆发现象之一。如前所述，由于CsI探测器在200 keV至5 MeV的高能段具有超大的有效面积和高时间分辨率，擅长探测短硬伽马暴，即能谱较硬、持续时间较短的伽马暴，比如GRB 170921C，慧眼探测的信噪比好于Fermi/GBM和INTEGRAL/SPIACS（图4）。 2021 Vol. 33 (2): 31-40 [摘要] ( 560 ) [HTML 1KB] [PDF 19744KB] ( 13 ) 41 “慧眼”卫星认证快速射电暴的磁陀星起源 林琳, 葛明玉, 李承奎, 张冰 《自然》和《科学》杂志分别评选出的2020年度十大科学发现和突破中有一项共同的成果：快速射电暴起源于银河系内磁陀星。这是人类对快速射电暴研究的里程碑。在此次发现中“慧眼”卫星凭借自身卓越的性能做出了举足轻重的贡献。“慧眼”卫星捕捉到与快速射电暴相关联的X射线暴，也是人类首次观测到快速射电暴在电磁谱其他波段的对应体；通过对X射线暴的定位确认快速射电暴起源于磁陀星；并明确X射线暴非热辐射起源的特殊性。“慧眼”卫星的研究成果于2021年2月18日在线发表在《自然天文》杂志。1.快速射电暴与磁陀星的羁绊2007年科学家们在分析已有射电观测数据时偶然发现了第一例快速射电暴，并依据发现者的名字命名为“Lorimer Burst”①。自此开启了时域天文中一个全新的领域。快速射电暴是在视场狭小的射电观测中偶然发现的，预示着在全宇宙中极高的爆发率。快速射电暴是非常剧烈的爆发现象，在无线电波段几毫秒内释放巨大能量。爆发时是宇宙中最亮的射电源。通过宇宙空间中物质在不同频率电磁波段产生延迟效应（即色散延迟）的不同，科学家们可以估算快速射电暴传播到地球所经历的星际物质的量，进而发现它们是来自遥远宇宙的爆发。有趣的是，人们还发现如此剧烈的爆发现象还可以重复产生。因此来自宇宙深处、剧烈的、大量的、还可以重复的爆发的起源是当代天文学的一大谜题。人们亟待回答两个问题：快速射电暴起源于何种天体；强烈射电辐射的辐射机制又是什么？磁陀星是一类具有宇宙最强磁场的中子星，表面磁场可以超过百亿特斯拉，比实验室最强磁场高几亿倍。与一般中子星相似，磁陀星在不停地旋转。自转周期在秒量级，周期变长的速率较快。目前，人们发现了三十颗磁陀星主要分布在银河系内，个别位于邻近的大小麦哲伦云。已知磁陀星中有十几颗会不定期地产生软伽马射线重复爆发，辐射能段在几千电子伏到几十万电子伏。爆发的 2021 Vol. 33 (2): 41-45 [摘要] ( 626 ) [HTML 1KB] [PDF 5367KB] ( 3 ) 物理前沿 46 漫谈量子保密通信的中间人攻击问题 Hot! 龙桂鲁 采用共享密钥的方法进行认证，比用公开密钥生成证书的方法要复杂。任何两个用户都需要共享一组密钥，这样，整个网络里需要共享的密钥数量就是N（N-1）/2，也就是N的平方量级，N是网络的用户数量。对于一个拥有5万用户的网络，采用公开密码方法生成证书的方法认证，只需要发放5万个证书，而采用互相共享密钥的方法，则需要共享的25亿组密钥，大大增加了复杂度。 2021 Vol. 33 (2): 46-48 [摘要] ( 700 ) [HTML 1KB] [PDF 1095KB] ( 351 ) 中学园地 49 第50届国际物理奥林匹克竞赛实验试题第一题 惠王伟, 宋峰 器材1-9用于本题的所有部分，器材10-12用于本题的一部分。请注意，有多件光学元件，请确保不要直接接触它们的垂直面，以免污染它们的表面。 2021 Vol. 33 (2): 49-53 [摘要] ( 628 ) [HTML 1KB] [PDF 3426KB] ( 16 ) 54 热声热机的解答 房颐, 宋峰 传统的热机按一定的热力学循环要求，用热机的机械结构和运动规律组织工作介质的状态变化，实现热能与机械能之间的转变。热声热机则是运用热声原理在一定的几何和热力环境条件下，利用系统与工质自身性质及各个部分之间进行的一种热力学自组织过程实现热能与机械能之间的转化。实践中可以实现无运动部件的热机系统。2019年国际物理奥林匹克竞赛理论第三题就是以热声热机为背景的。本文在大赛提供的答案的基础上对本题进行了解答。 2021 Vol. 33 (2): 54-58 [摘要] ( 698 ) [HTML 1KB] [PDF 2469KB] ( 14 ) 科学源流 59 她们的名字是闪耀太空最亮的星辰 Hot! 白青江, 范全林, 李燕秋 罗曼于1925年出生在美国田纳西州纳什维尔市，1946年获得斯沃斯莫尔学院的天文学学士，1949年获得芝加哥大学的博士学位。攻读博士期间，在恒星成分方面取得了一些科学发现。1955-1959年间，加入美国海军研究实验室（NRL），进入射电天文这一新领域，利用非热射电频谱开展了大地测量工作，并成为微波频谱部门的负责人。这段工作经历也使罗曼适应并熟悉了工程管理。 2021 Vol. 33 (2): 59-67 [摘要] ( 500 ) [HTML 1KB] [PDF 20629KB] ( 318 ) 68 1800年3月19日：洪保德捕捉电鳗 萧如珀, 杨信男 洪保德（Alexander von Humboldt）被誉为史上最有影响力的博物学家之一，当之无愧，他博学，遍访世界各地，出版许多书籍，仔细记录他的所见所闻。而洪保德比较不为人知的一个成就则是描述电鳗不寻常的行为。 2021 Vol. 33 (2): 68-69 [摘要] ( 527 ) [HTML 1KB] [PDF 815KB] ( 3 ) 70 1916年4月18日：朗缪尔取得白炽灯的专利 萧如珀, 杨信男 在刘易斯模型中，8个电子分据在立方体8个顶角而形成平衡稳定组（八隅体规则）。朗缪尔主张，这些八隅体也可由2个原子间的共享电子形成：共价键。 2021 Vol. 33 (2): 70-71 [摘要] ( 522 ) [HTML 1KB] [PDF 909KB] ( 354 ) 科苑快讯 72 西藏ASγ实验首次发现PeV能量宇宙线源存在于银河系的证据 综合起来，ASγ实验的这两项重要结果，分别从PeVatron的候选天体和超高能弥散伽马射线在银河系内的空间分布结果表明PeV宇宙线加速器在银河系内存在，是朝着解开高能宇宙线起源的世纪之谜迈出的重要一步。 2021 Vol. 33 (2): 72-72 [摘要] ( 525 ) [HTML 1KB] [PDF 558KB] ( 10 ) 编辑部公告 2018年全国物理科普大会通知 更多... 物理科普信息 更多...

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