中科大徐克尊-原子分子物理的研究前沿和某些最新进展
原子核物理的新发展
原子核物理的新发展
张焕乔
【期刊名称】《北京大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2003()z1
【摘要】概述了原子核物理发展简况 ,着重介绍了 2 1世纪前期核物理发展趋势 ,
即超相对论重离子碰撞研究、原子核内强子和夸克自由度研究、原子核高自旋研究、超重元素合成和放射性核束物理等领域的前景。
最后。
【总页数】4页(P34-37)
【关键词】原子核物理;发展趋势;北大技物系贡献
【作者】张焕乔
【作者单位】北京大学物理学院技术物理系
【正文语种】中文
【中图分类】O57
【相关文献】
1.原子核物理学：南开大学奇异性核物理的理论研究 [J], 宁平治
2.原子核物理学：奇异性核物理前沿问题 [J], 党蕾
3.原子核物理学：清华大学物理系原子核物理研究的新进展 [J], 朱胜江
4.聚焦核物理研究前沿领域探究核物理学科新的生长点——《核能与核技术出版工程》丛书之《原子核物理新进展》 [J], 张琼
5.兰州大学粒子物理与原子核物理国家重点学科学科带头人,核物理研究所所长、
核科学与技术学院副院长、博士生导师—胡碧涛 [J],
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单原子分子测控的进展
单原子分子测控的进展
徐春凯;陈向军;徐克尊
【期刊名称】《物理学进展》
【年(卷),期】2001(21)4
【摘要】单原子分子测控是近年来发展起来的实验技术 ,其操作对象是单个的原子或分子。
完整的单原子分子测控包含了对单原子分子的成像、识别、操纵和组合分解四个方面。
本文分别对这四个方面进行了系统综述 ,介绍了国内外相关技术的发展和现状。
【总页数】25页(P423-447)
【关键词】单原子分子测控;扫描近场光学显微镜;扫描探针显微镜;扫描隧道谱;成像;识别;组合分解
【作者】徐春凯;陈向军;徐克尊
【作者单位】中国科学技术大学选键化学开放实验室,原子分子物理实验室,合肥230027
【正文语种】中文
【中图分类】O561;O562
【相关文献】
1.原子力显微镜研究聚丙烯酸的单链力学性质——聚丙烯酸的单分子力谱 [J], 李宏斌;张希;沈家骢
2.清华大学单原子分子测控科学与技术研究中心简介 [J], 马万云
3.典型双原子分子晶体的高压解离和单原子相 [J], 李全;马琰铭
4.有机分析研究进展——单原子、单分子、单细胞的分析进展 [J], 袁倬斌;姚鑫;王亮;胡建平
5.单原子存储和单分子逻辑开关技术获突破 [J],
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中国最近10年在原子物理领域研究取得的成就以及意义
中国最近10年在原子物理领域研究取得的成就以及意义摘要：一、引言二、中国原子物理领域近10年的主要成就1.核物理基础研究2.核能利用技术3.核物理应用研究4.国际合作与交流三、这些成就的意义1.提升我国在国际原子物理领域的地位2.推动国内相关产业和技术发展3.为国家能源战略和安全战略提供支撑4.促进青年科学家成长和人才培养四、面临的挑战与未来展望五、结论正文：在中国科技事业蓬勃发展的背景下，原子物理领域的研究取得了显著成果。
近10年来，我国在原子物理领域的研究不仅取得了举世瞩目的突破，而且对国家经济社会发展产生了深远影响。
一、引言原子物理研究作为现代物理学的基础领域，关乎国家科技实力的提升。
在我国政府的大力支持下，科研人员不懈努力，取得了世界领先的成果。
本文将重点介绍中国原子物理领域近10年的主要成就及其意义。
二、中国原子物理领域近10年的主要成就1.核物理基础研究在核物理基础研究领域，我国科学家在核结构、核反应、核聚变等方面取得了突破性进展。
例如，在核质量精确测量方面，我国的实验精度已与国际先进水平相当。
2.核能利用技术在核能利用技术方面，我国自主研发了第三代核电技术华龙一号，并成功实现了cap1400示范工程的建设。
此外，高温气冷堆、钠冷快堆等先进核能系统的研究也取得了重要进展。
3.核物理应用研究核物理在医学、环境、材料等领域的应用研究取得了丰硕成果。
例如，放射性药物的研发为癌症治疗提供了新途径，核技术在环境监测中的应用为环境保护提供了有力支撑。
4.国际合作与交流近10年来，我国在原子物理领域的国际合作与交流日益密切。
通过参与国际大科学工程，如国际热核聚变实验堆（ITER）等，我国在国际原子物理领域的地位不断提升。
三、这些成就的意义1.提升我国在国际原子物理领域的地位我国原子物理领域的突破性成果，使我国在国际原子物理领域的地位不断提高，为国际科技治理贡献了中国智慧。
2.推动国内相关产业和技术发展原子物理研究的成果为国内核能、核技术应用等相关产业和技术发展提供了有力支撑，助力我国实现能源转型和绿色低碳发展。
中科大徐克尊-原子分子物理的研究前沿和某些最新进展
原子分子物理学发展的第二个高潮--原子分子物理学发展的新高潮(从二十世纪七十年代到现在)
• 激光光谱学：1981年Bloembergon和Schawlow 获诺贝尔物理奖 • 光电子能谱学：1981年，Siegbahn 获诺贝尔物理奖 • 同步辐射光谱学：八十年代以来，发展专用（二、三和四代）同步辐射光源 • 团簇物理化学：1996年，Kroto, Smalley和Curl 获诺贝尔化学奖 • 超精细能级结构测量：1989年，Ramsey，Dehmelt和Paul 获诺贝尔物理奖 • 原子分子测控： 扫描隧道显微镜：1986年Binnig和Rohrer 获诺贝尔物理奖 激光冷却和囚禁原子：1997年朱隶文, Phillips和Tannoudji 获诺贝尔物理奖 实现玻色-爱因斯坦凝聚：2001年Cornell, Wieman和Ketterle 获诺贝尔物理奖 • 分子反应动力学：1991年，李远哲获诺贝尔化学奖 • 量子化学：2000年，密度泛函理论获诺贝尔化学奖
电子碰撞方法
由于电子的质量轻，不需要很大能量就可以使原子分子激发和电离，因 此，除光学方法外，碰撞方法是研究原子分子结构和动力学的最重要方法之一。 （1）电子能损谱仪一般说来它不受电偶极辐射跃迁选择定则的限制，可以研 究非偶极作用即光学禁戒跃迁所涉及的能级特性。 （2）能得到原子分子的微分散射截面、广义振子强度和光学振子强度、电子 碰撞总截面，以及测量散射电子与原子分子碰撞产生的各种次级粒子的符合实 验，例如， (e,2e)方法除了能得到原子分子电离能谱和三重微分电离截面之外, 快 电子的(e,2e)电子动量谱仪还能测量各个壳层的电子动量谱, 得到原子分子内的电 子轨道，或者说电子的动量密度和位置密度分布。 （3）测量激发态能量范围很宽、调节方便。它可以很容易地实现从红外直到 X射线很宽的能量范围内扫描。因此，它既可以用于价壳层，又可以用于内壳层 研究。 （4）快电子能损谱仪的能量分辨近于常数，在 50meV，最好已达到14meV。
我国原子分子物理研究的一些新进展
我国原子分子物理研究的一些新进展
1. 高能量激光研究：我国科学家通过高能量激光技术，实现了超高密度等离子体的控制，成功实现了等离子体射流的形成和控制。
这项技术在高速粒子加速，核能研究和等离子体闪电等领域拥有广泛的应用。
2.固体材料中的原子行为研究：我国科学家通过穿透电子显微镜技术，研究了固体材料中原子的行为。
这项研究为材料科学和工程领域的新材料研发提供了重要的参考，并促进了固体材料的性能优化和控制。
3. 原子与光子交互作用研究：我国科学家通过自主研发的高灵敏度探测器技术，成功观测到了光子与原子之间的弱交互作用现象。
这项技术为光子控制的原子科学和量子光学等领域提供了基础研究支撑。
4. 低能量原子碰撞性质研究：我国科学家通过自主研发的束流装置技术，研究了低能量原子碰撞的性质。
这项研究为原子分子反应动力学和量子动力学等领域提供了新的理论支撑和实验数据。
5. 单个分子光谱学研究：我国科学家利用单分子光谱学研究限制性酶和蛋白质的结构动力学特性，为生物医学研究和新药研发提供了新的思路和方法。
综上所述，我国的原子分子物理研究在高能激光、固体材料、原子光子交互、低能量原子碰撞和单个分子光谱学等领域取得了一些新的进展，这些研究为物理学、
化学、生物医学等领域提供了新的理论基础和实验数据，有助于推动我国的科技发展和经济建设。
中国科大在量子计算研究中获重大突破
中国科大在量子计算研究中获重大突破
佚名
【期刊名称】《中国高校科技与产业化》
【年(卷),期】2009()11
【摘要】近日，中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室教授杜江峰领导的研究小组和香港中文大学教授刘仁保合作，通过电子自旋共振实验技术，在国际上首次通过固态体系实验实现了最优动力学解耦，极大地提高了电子自旋相干时间。
【总页数】1页(P7-7)
【关键词】量子计算;中国科大;中国科学技术大学;电子自旋共振;香港中文大学;国家实验室;物质科学;实验技术
【正文语种】中文
【中图分类】N33;O413
【相关文献】
1.中共中央国务院举行国家科学技术奖励大会/两院院士评选出2000年中国和世界十大科技进展新闻/中国科学院举行奖学金奖教金颁发仪式/中国科学院召开2001年工作会议/中国科学院体制创新的重大突破/《院士科普书系》第二辑出版/曙光3000超级服务器通过鉴定/周光召考察中国科学院基因组信息中心/中国科学院发布2001年"科学与社会"系列报告/中国科学院院士获赠法律服务卡/中国科技大学纳米研究获重要进展/我国人类遗传病基因克隆研究获重大进展/杨福家院士任英国诺丁汉大学校长/中国科学院等单位组织"科技下乡西部行"活动 [J],
2.我国科学家在量子计算研究中获重大突破 [J],
3.“甲烷高效转化研究获重大突破”入选2014年中国十大科技进展新闻 [J], ;
4.中国科大在体外生产红细胞研究中获进展 [J],
5.中国科大钴基催化剂在二氧化碳加氢反应中的活性物相研究获进展 [J],
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中国科学技术大学校出版社优秀图书
低温物理学（第 2 版）
陈宏芳 汪晓莲 （理学院） 粒子探测技术
本书为庆祝中国科学技术大学五十周年校庆而出版的精品教材。全书分为神经信 号的产生和传递、神经系统的发育、感觉神经和运动系统、脑的高级功能和行为 四大部分，还增加了神经生物学研究技术与方法一章。本书从分子和细胞水平到 认知神经科学和行为，比较系统地介绍了神经生物学的基本内容及最新进展，并 着重介绍了一些新的研究技术和方法。 本书内容丰富，重点突出。可供高等院校神经生物学和生物物理专业本科生或研 究生教材，也可供生物学、医学和药学专业学生或临床医生参考。 本书从细胞水平，系统和行为水平介绍了脑科学的基本内容、最新进展以及学术 上相关争辩和分歧。本书包括了脑科学研究的基本内容和方法,脑功能系统解剖 结构原则,脑内信息流的原则，神经元，膜电位,突触原理,脑发育原理,脑的高级 功能,脑学习和记忆功能，脑实质病变,精神疾病和脑弥散性调制系统等十一个章 节。本书试图给读者提供比较完整的有关脑和神经系统是如何工作的知识。 基于大学普通物理的概念和知识，系统介绍宇宙各主要层次的结构特征和形成演 化的物理过程，例如恒星（包括太阳系）、致密星（白矮星、脉冲星和中子星、 黑洞）、星系（包括活动星系核）和星系团等，以及现代宇宙学有关宇宙结构和 演化的最新研究成果。取材精选，深入浅出，突出基本物理概念和物理图像，尽 可能避免繁琐的数学推导，并努力做到图文并茂，使本教材不仅适于天体物理专 业学生的基础课教学，而且适用于作为其他对天体物理感兴趣的物理类专业甚至 非物理专业（只要求有普通物理的基础即可）学生的选修课或自学教材。 本书着重于超导电性的基本原理、概念。对超导宏观理论作了详细的阐述、讨论 和比较；对超导微观理论建立的实验基础、形成超导的机制、物理现象也作了系 统介绍；对超导隧道效应的各种重要实验现象、理论处理给出了仔细的描述。高 温超导体的发现迄今已二十多年，虽然高温超导电性机制尚不清楚，但大量的实 验结果已肯定了许多与常规超导体不同的现象，本书中也给出了介绍。本书可供 大学低温、超导专业学生，研究生作为教材，也可供从事超导研究的科学工作者 参考。 本书是在中国科学技术大学和北京大学研究生课程的讲义基础上撰写的．全书覆 盖了低温物理研究的主要领域，共分 3 篇，12 章．第 1 篇（1～4）章讲述液体 4He 和液体 3He 超流相物理及量子固体（主要是固体 4He 和固体 3He）中的量子 现象；第二篇（5～8 章）为介观物理，包括无序体系中的电子，扩散区物理， 弹道输运以及单电子现象；第 3 篇（9～12 章）介绍低温下固体物理的几个重要 研究领域，包括自旋玻璃、重费米子体系和核磁有序以及低温比热． 本书可作为低温物理的研究生和高等学校物理系高年级学生的教学参考书，也可 供从事低温物理、凝聚态物理的科研人员参考． 本书是物理类本科生专业基础选修课及核与粒子物理学科研究生学位课程的教 材，主要介绍微观粒子和辐射与物质相互作用的物理机制，粒子和辐射的探测原 理，主要类型粒子探测器的工作原理、构造、性能和应用，并在附录中介绍了辐 射和辐射防护的基本知识及常用放射性核素的特性。
11月25日国家科技部下发《关于批准北京凝聚态物理等5个
邀请报告（境外11次），担任三个国际刊物的编委和
一系列国际会议的程序委员会委员，获中科院自然科
学奖一等奖、华人物理学会亚洲成就奖和求是青年学
者奖等学术奖励。主要学术成绩如下：
1.首次利用低温STM获得能够分辨碳-碳单键和双键
本着“公开、平等、竞争、择优”的原则，谨向国 内外公开招聘合肥微尺度物质科学国家实验室主任1 人，研究部主任若干人。
1．国家实验室主任 （招聘人数1人）
应聘资格：应聘人员应是微尺度物质科学研究或
相关领域国际知名学者，能够在学术方向、国内外合 作与交流等方面为国家实验室的发展做出重要贡献。
提交材料：（1）基本信息表（网上下载）； （2）论文等学术成果清单；（3）代表性论文抽印本 5篇；（4）研究成果简介（限2000字）；（5）工作 计划或建议（限2000字）。
化、化学反应动力学等领域的重要基础问题。利用
STM和STS相结合，发展了确定单分子在固体表面特
定位置吸附取向的方法，并首次确定了C60分子在Si表 面的吸附取向与局域电子态，被PRL审稿人认为是一
项“精致的实验”（第一作者），美国物理学会新闻网
也专门加以介绍。并被评为99年中国基础科学研究十
大新闻。
国家科技部、教育部、安徽省政府和中国科学院 关注“合肥微尺度物质科学国家实验室”的筹建
♦ 2003年5月28日，全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥视察了合肥 微尺度物质科学国家实验室（筹），充分肯定了实验室和部分学科带头人的工作 成绩，并就有关工作给予了明确的指示。安徽省委副书记、常务副省长张平和省 人大常委会副主任黄岳忠、副省长田维谦等有关领导陪同路甬祥院长视察。 ♦ 2003年9月3日上午，科技部副部长程津培、科技部基础司司长张先恩、基础建 设处处长叶玉江等一行考察了合肥微尺度物质科学国家实验室（筹）。程津培副 部长对我校在筹备国家实验室期间所取得的成果表示赞赏，认为科大有实力、有 能力做得更好，他希望实验室继续保持科研团队的活力，争取有一些学科率先在 国际上达到并保持一流。 ♦ 2003年9月19日，中国科学院综合计划局李志刚局长一行考察了我校合肥微尺度 物质科学国家实验室（筹）建设运行情况。李志刚局长表示中科院将积极支持该 实验室的建设和试运行，希望该实验室能够加快建设进程，早日通过论证。 ♦ 2003年10月28 日，教育部科技司雷朝滋副司长对合肥微尺度物质科学国家实验 室（筹）的建设情况进行了考察和指导，听取了关于国家实验室建设及试运行情 况的汇报。雷副司长表示教育部非常重视科大的发展，教育部已经考虑在高校试 点建设国家实验室，对于科大正在建设的国家实验室，教育部将会非常坚决地表 示支持。
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徐克尊 （中国科学技术大学） 2005.6.5
内容
导言、原子分子物理的新高潮 一、 高激发态结构 二、 碰撞 三、 原子分子的能壳分辨波函数 四、 团簇 五、 精密测量 六、 奇特原子分子 七、 强场效应 八、 单原子分子操纵和探测识别 九、 玻色-爱因斯坦凝聚和原子激射器
459.74nm
放大器
记录仪
两束激光分步多光子共振电离方法测镁原子的高里德伯态
里德伯态n(6,7,8)sσ3Π1
→
自电离态是一种电子束缚激发态，它的激发能超过第一电离 能， 因而不是一个稳态，它可以通过放出一个正能量电子到达离子 的低激发态或基态, 或者放出一个光子到低激发态, 或者分子解离成 两个离子或中性的原子或分子。 最常见的一种自电离态是原子的一个内壳层电子特别是内价电 子被激发到外层轨道形成里德伯态，它的激发能超过最外层价电子 的电离能 。 → 分子的自电离态还包括解离过程，常又叫超激发态。 → 另一类自电离态是双电子激发态。 → 中空原子是一种特殊的自电离态，即某一内壳层全部多电子激 发，如Li原子的1s内层两个电子全被激发到外层形成的。 →
原子分子物理发展的第二个高潮
• 形成第二个高潮的原因 (1) 原子分子普遍存在于天体、星际空间、地 球大气、等离子体、生物体和 化学反应中；宏观物质的性质决定于原子分子的组成和结构，宏观学科的研究 正深入到原子分子层次，原子分子物理是发展交叉学科最有利最重要的学科。 (2) 当前世界和平与发展是主流，经济发展←→科学技术，一些生产技术部 门和高科技产业的发展无论是理论上还是实验手段上很多需要立足于原子分子 物理。 (3) 军事上尖端武器的研制已不是对核数据而是对原子分子数据提出大量要 求。 (4) 核物理和粒子物理人才和实验方 法和技术转移到原子分子物理后, 使原 子分子物理得到很大发展。 • 原子分子物理研究对于培养和训练人才来说是最全面而有效的 从理论上，原子分子物理是较为基础的并和许多学科有较多联系的学科； 从技术上，涉及真空技术、数据获取和处理技术、各种谱仪和探测技术、各 种电子学、计算机等。因此，原子分子物理研究生很容易适应其它专业工作。
一、高激发态结构
原子分子的价电子和内电子激发态有很多种→
• 里德伯态→ • 自电离态→ 分子超激发态 双电子激发态 • 近阈结构和扩展X射线吸收精细结构→
原子：
内壳层能级 价壳层占据能级 未占据的激发能级 高激发态（里德伯态、自电离态、双电子激发态、近阈结构等） 电离
分子：
内壳层能级（芯能级） 价壳层占据能级 未占据的激发能级 高激发态（里德伯态、超激发态包括自电离态与双电子激发态、 近阈结构等） 电离 解离（包括预解离） 转动 振动 →
导言、
原子分子物理发展的新高潮
• 原子分子物理发展的第一个高潮 • 原子分子物理发展的第二个高潮
原子分子物理学发展的第一个高潮--原子分子物理学建立时期（从二十世纪初到三十年代后半期）
• 实验: 电子发现：1906年：J.J.Thomson，1923年Millikan 获诺贝尔物理奖 α粒子散射： 1911年： Rutherford 获诺贝尔化学奖 电子与原子碰撞：1925年： Franck和Hertz 获诺贝尔物理奖 电子衍射：1937年：Davisson和G.P.Thomson 获诺贝尔物理奖 X射线：1901年Rontgen发现、1917年Barkla（特征）获诺贝尔物理奖 分子束磁共振：1943年：Stern获诺贝尔物理奖 能级结构和反常磁矩精密测量：1955年Lamb和Kusen 获诺贝尔物理奖 • 理论: 量子论：1922年，N.Bohr获诺贝尔物理奖 量子力学：1932年Helsenberg，1933年Schodinger和Dirac 1945年Pauli， 1954年Born 获诺贝尔物理奖 量子电动力学：1965年Feynman,Schwinger和Tomonaga获诺贝尔物理奖 量子化学：获诺贝尔化学奖 ★ 由于科学（原子核物理学开始建立）和社会学（二次大战）原因，原子物 理学研究走向停顿。
3s28p 7.62eV
λ2
· · ·
3s30p 3snp 1P1 3s33p 3s6p 1P1 3s35p 3s36p 3s37p 3s38p 3s34p 3s32p 3s31p 3s29p
3s6s 1S0 3s5s 1S0 3s4s 1S0
λ2
5.4eV 4.3eV
3s5p 1P1 3s4p 1P1
3s3p 1P1
λ1
2.7eV 3s3p 3P2, 1, 0
λ1
3s2 1S0
λL
553.1 553.5 553.9 554.3 554.7
nm
镁原子的高里德伯态激光光谱和相关能级
器I
谐波 发生器 355nm
YAG 激光器
553.0~ 555.0nm 热管炉
原子分子物理学发展的第二个高潮--原子分子物理学发展的新高潮(从二十世纪七十年代到现在)
• 激光光谱学：1981年Bloembergon和Schawlow 获诺贝尔物理奖 • 光电子能谱学：1981年，Siegbahn 获诺贝尔物理奖 • 同步辐射光谱学：八十年代以来，发展专用（二、三和四代）同步辐射光源 • 团簇物理化学：1996年，Kroto, Smalley和Curl 获诺贝尔化学奖 • 超精细能级结构测量：1989年，Ramsey，Dehmelt和Paul 获诺贝尔物理奖 • 原子分子测控： 扫描隧道显微镜：1986年Binnig和Rohrer 获诺贝尔物理奖 激光冷却和囚禁原子：1997年朱隶文, Phillips和Tannoudji 获诺贝尔物理奖 实现玻色-爱因斯坦凝聚：2001年Cornell, Wieman和Ketterle 获诺贝尔物理奖 • 分子反应动力学：1991年，李远哲获诺贝尔化学奖 • 量子化学：2000年，密度泛函理论获诺贝尔化学奖
里德伯态是原子或分子中电子（通常是一个）跃迁到 主量子数n较高的轨道上所形成的高激发电子态，这个处 于外层的电子离原子实（原子核加其它电子）很远，可以 近似地看作一个电子在一个电荷为+e的库仑场中运动, 即 为类氢原子，只是中心体的质量可能大于质子质量。
里德伯原子具有一系列的独特性质。它的尺度很大, 因此，碰 撞截面也大，寿命很长，近似与n3成正比。 分子的情况比较复杂。里德伯态是价电子被激发到远离分子中 心的轨道上, 并围绕整个分子中心运动, 可以近似看作在一个电荷为 +e的库仑场中运动, 这又属于原子型的里德伯轨道, 具有的能量可以 用上述里德伯原子能量公式描述。