现代物理知识
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2022年 34卷 6期 刊出日期 2022-12-18
纪念赵忠尧先生诞辰120周年专题
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纪念赵忠尧先生诞辰120周年专题
3
在赵忠尧诞辰120周年纪念大会上的发言
李政道
今天中国科学技术大学隆重举办“纪念赵忠尧先生诞辰120周年学术研讨会”，我很高兴参会发言，和大家一起共同缅怀赵老师为近代物理学的发展、为新中国科技教育事业所做出的卓越贡献，更想念他一生为人正直、忠于科学、潜心研究，朴素无华、实实在在的科学家精神。
2022 Vol. 34 (6): 3-4 [
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5
赵忠尧先生的发现和丁肇中先生的实验
李祖豪, 张诚, 孙泽同
赵忠尧先生最早（1930年）在实验上观测到反物质的存在。1930年，赵忠尧先生在美国《物理评论》杂志上发表了《硬γ射线散射》的文章。这篇文章一个重要的结论是γ射线在通过重金属铅后会产生额外的散射光。
2022 Vol. 34 (6): 5-11 [
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12
思贤思齐 再接再厉——纪念赵忠尧先生诞辰120周年
Hot!
张杰
我们今天在这里纪念中国物理学界一位有才华有贤德的人，他是中国核物理研究的先驱，也是中国物理学事业的开拓者；他是中国物理学会的发起者，同时也是一位赤诚的爱国者。我们纪念这位贤者，向他看齐，学习他追求真理的科学精神和忠于祖国的高尚品格。这也是我今天发言的主题“思贤思齐，再接再厉”，前半句取自《论语·里仁》篇，后半句则是赵忠尧先生对中国物理学界后来者的希望。
2022 Vol. 34 (6): 12-17 [
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18
回忆我们在电子偶素方面的研究工作——纪念赵忠尧先生诞辰120周年
张天保
1930年，赵忠尧实验观察到正电子湮没释放的辐射，测得一种能量约等于电子质量的特殊辐射。当年，这是精密的核物理实验。赵忠尧是正电子湮没现象的发现者，对正电子发现有重要贡献。两年后，安德逊（Anderson）在云雾室中观察到正电子的行迹，从狄拉克（Dirac）预言正电子至此约4年时间，人们确认第一个反粒子的存在，开启了粒子物理的时代。之后，结合加速器的进步及多个基本粒子的发现，走上高能物理发展的开阔行程。
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23
慢正电子束流技术在中国的发展
于润升, 王宝义, 魏龙
1930年，赵忠尧先生在研究硬γ射线在重金属中的散射现象时发现除康普顿散射和光电效应外的“反常吸收”，同时伴随能量约为0.5 MeV、辐射角分布各向同性的“特殊辐射”。1932年，赵忠尧先生在美国加州理工学院的同学安德森（C.D.Anderson）受此启发而在宇宙线的云雾室照片上首次观察到了正电子的轨迹。赵忠尧先生是发现正负电子湮没现象的第一人，对正电子的发现有重要贡献。
2022 Vol. 34 (6): 23-28 [
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科苑快讯
4
比蛛丝强度还高70%的人造超强蚕丝
高凌云
尽管蛛丝的强度最高，然而蜘蛛因领地性强又好斗而无法养殖。次优选择是将蜘蛛DNA植入蚕的体内，但这个过程昂贵且难以实现规模化。现在，天津大学的研究人员发现，通过去除蚕丝外层的粘性，然后手工纺丝，可以使蚕丝强度比蛛丝高出70%，他们将研究论文发表在10月6日的《物质》（
Matter
）期刊上。
2022 Vol. 34 (6): 4-4 [
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32
有助于防止工业零件损坏的新发现
高凌云
工业零件损坏不但会增加成本，而且会为个工人带来安全隐患。来自日本的科学家现在模拟了具有特定物理特性的材料中开始的断裂，这些研究有助于防止工业零件的损坏。
2022 Vol. 34 (6): 32-32 [
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38
新工艺可实现100%环保航空燃料
高凌云
一种未被充分利用的自然资源可能正是航空业减少碳排放所需要的。麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）、华盛顿州立大学（Washington State University）、美国能源部国家可再生能源实验室（Department of Energy's National Renewable Energy Laboratory，NREL）的研究人员报告称，他们成功利用木质素制成一种100%可再生航空燃料。木质素是构成植物细胞壁的刚性部分，因难以被化学分解并转化为有用的化合物，而通常被忽视。
2022 Vol. 34 (6): 38-38 [
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50
神经回路在学习、记住动作时会发生变化
高凌云
一个日德研究小组通过老鼠实验发现，脑内神经回路的构造在学习并掌握身体动作的过程中发生了变化。
2022 Vol. 34 (6): 50-50 [
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58
利用金属和高分子粒子结合的复合体可以快速检出导致食物中毒的细菌
高凌云
日本大阪公立大学的研究组宣布，他们开发出利用金属和高分子粒子结合的复合体检测导致食物中毒细菌的新方法。
2022 Vol. 34 (6): 58-58 [
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66
将信息用3D打印机美味安全地嵌入食品中
高凌云
保质期、产地、过敏原等信息都写在包装上，可是如果失去包装，又怎么了解这些信息呢？大阪大学的一个研究组成功地以肉眼察觉不到的方式在饼干等食品中植入信息，按照设计用“食物3D打印机”加入图案制作之后，从背后打光读取信息。既不破坏食品外观，又能保证食品安全。
2022 Vol. 34 (6): 66-66 [
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物理知识
29
土卫六孕育生命的可能
朱佳豪, 张佳蕾, 张睿, 孟天宇, 张晨, 魏勇, 王誉棋
关于地外生命的探索，科学家一直都没有停止脚步。探索完太阳系的八大行星之后，科学家一面找寻可能存在生命的地外行星，另一面把关注点放到了太阳系的卫星中。对于土卫六这颗普通但又并不普通的星球，科学家发现了其孕育生命的可能，于是对其展开了近距离研究。
2022 Vol. 34 (6): 29-32 [
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物理前沿
33
超子衰变CP破缺研究突破的新契机
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何小刚
北京谱仪III国际合作组最近提出一种创新方法，利用正-反超子对的量子关联和级联衰变性质来研究物质和反物质不对称性，该方法提供了极其灵敏的实验探针。相关研究成果于2022年6月2日在《自然》杂志上正式刊发（https://www.nature.com/articles/s41586-022-04624-1）。论文引起国际同行的密切关注。这一方法的创新性在于北京谱仪III合作组研究人员发现利用正负电子对撞产生的正反超子对的量子关联性分析其衰变中宇称和电荷宇称（CP）破缺的性质，可极大提高实验灵敏度，并获得了目前最精确的测量结果。采用此方法预期在下一代超级陶粲工厂可以达到粒子物理标准模型预言的精度，进而检验CP破坏之来源和寻找可能的新物理模型。
2022 Vol. 34 (6): 33-38 [
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39
原子核会发生量子摆动
吴忠华
科学家常用激光来控制原子的核外电子从一个电子态迁移到另一个电子态，但要控制原子的原子核态，则更具挑战性。现在，德国海德堡马克斯·普朗克核物理研究所的研究人员首次利用X射线实现了对原子核激发的相干控制。这项工作除了有助于更好地理解量子物质外，还可以加速技术的发展，诸如超精密原子核时钟技术，和储存巨大能量的电池技术等。
2022 Vol. 34 (6): 39-40 [
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科技经纬
41
“俏皮”的旋转——现代陀螺仪技术的发展
Hot!
王珍妮, 杨功流, 蔡庆中
美国物理学会在
Physics
杂志上发布了2021年的物理学年度亮点，其中的一大亮点是“物理学中的俏皮旋转”，介绍了由天体物理学家肯尼思·布雷彻（Kenneth Brecher）设计的一种新型旋转陀螺。肯尼思·布雷彻对陀螺的兴趣始于他对中子星旋转运动的理解，中子星会发生摆动或者进动，这跟陀螺的性质是相似的。后来布雷彻教授开始自己制作陀螺，他利用数学常数设计了一个单项旋转陀螺DeltaCELT，这种陀螺具有优先旋转的方向。在陀螺的顶部，有两个椭圆形的凹坑，顶部的长轴与短轴的比值为Feigenbaum常数。这种非对称形状使得DeltaCELT陀螺有一个优先的旋转方向，当陀螺逆时针旋转时，陀螺正常自由旋转，当顺时针旋转时，陀螺会迅速减速到停止，并开始来回摆动，然后，它将这种摇摆运动转换成逆时针方向的旋转，这是一种很神奇的旋转方式，可能会对一些数学物理的设计工作有启发的作用。
2022 Vol. 34 (6): 41-45 [
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中学园地
46
大气保护了生命——什么是广延大气簇射
Hot!
左雄
来自外太空的每秒钟数以兆亿（1014）计的宇宙线在持续地轰击着我们的地球，这些神秘的太空信使同时也将是恶魔般的存在。研究表明，高空飞机上的辐射量是地面的30~60倍，而近地航天器中的辐射量竟然能高达地面的100~150倍。
2022 Vol. 34 (6): 46-50 [
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51
宇宙线是从哪里来的——太阳是否为宇宙线源
武莎, 南云程
1912年奥地利物理学家维克托·赫斯通过高空气球实验证明了地球之外存在一种穿透能力很强的辐射，这些辐射自上而下进入大气层并与大气发生相互作用使大气发生电离。
2022 Vol. 34 (6): 51-55 [
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56
水锤效应——2021年亚洲物理竞赛理论第一题
陈仓佚, 吴波, 宋峰
本题研究管道中的流体因为压力波引起的压强变化，主要处理由于快速和慢速关闭管道中阀门导致的水锤效应。
2022 Vol. 34 (6): 56-58 [
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59
晶体学实验——2020年国际物理奥林匹克竞赛实验试题解答
惠王伟, 宋峰
2020年国际物理奥林匹克竞赛实验试题为“晶体学”，试题分为四个部分，A部分主要研究一维晶体衍射的最基本规律，B部分研究二维晶体的相关参数，C部分研究晶体中的晶胞对称性，D部分研究相位问题。本文在大赛提供的参考答案基础上对本题进行了重新解答。
2022 Vol. 34 (6): 59-66 [
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科学源流
67
1895年11月8日：伦琴发现X射线
萧如珀, 杨信男
几乎没有一个科学上的突破能像伦琴（Wilhelm Conrad Röntgen）发现X射线一样立即展现出影响力，此重大的发现很快地就震撼了物理界与医学界。X射线在实验室被发现到广泛地为人所使用，期间短得吓人：在伦琴宣布发现X射线后的短短一年内，X光就已是医学上诊断与治疗所必需使用的一环了。
2022 Vol. 34 (6): 67-68 [
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69
1956年12月27日：宇称守恒的推翻
萧如珀, 杨信男
在物理学中，“对称性”长久以来都扮演着关键性的角色。自从1925年以来，科学家就一直认为我们的世界和镜子内的影像是无法区别的——即为人所知的宇称守恒的观念，而主要的理论也印证了此假设。
2022 Vol. 34 (6): 69-70 [
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科学书屋
71
超导的时代，时代的超导——《超导小时代》书评
姬扬
超导就是超导电性，指的是一些材料在低温下表现出来非常特殊的性质：它们传输电流的时候没有任何阻力，既不会发热，也就不会浪费能量。超导现象发现于一百多年前，包含了丰富的物理内容，具有广泛的应用场景，吸引了许多科学家和工程师的关注。近年来，许多有关的应用逐渐进入公众的视野，越来越多的人开始关心超导。
2022 Vol. 34 (6): 71-72 [
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2018年全国物理科普大会通知
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