美高梅在线登录网址-美高梅4858官方网站

您的位置:美高梅在线登录网址 > 美高梅4858官方网站 > 科学家揭示扩散系统反宇称时间对称性新机制,

科学家揭示扩散系统反宇称时间对称性新机制,

发布时间:2019-07-29 15:15编辑:美高梅4858官方网站浏览(71)

    科学家揭示扩散系统反宇称时间对称性新机制

    4月12日,《科学》杂志在线发表了华中科技大学物理学院和创新研究院祝雪丰副教授与美国斯坦福大学和新加坡国立大学的合作研究成果《扩散系统中反宇称时间对称性》。该研究为强散射体系、质量输运和热传导等扩散系统的研究开辟一个新的领域,为对称性理论延伸到波动体系之外其他体系提供了一种全新的范式。

    日前,华中科技大学物理学院副教授祝雪丰与美国斯坦福大学、新加坡国立大学合作,首次在热扩散系统中提出反宇称时间对称性,并证实了其存在性。相关研究成果4月12日在线发表于《科学》。

    华中科技大学物理学院2014级博士生彭玉桂为该论文共同第一作者,华中科技大学物理学院副教授祝雪丰为论文共同通讯作者。值得关注的是,祝雪丰副教授除了本篇Science,最近三个月还连续在物理学顶尖期刊PRL上发表两篇论文,堪称高产。

    对称在日常生活中和自然界中特别常见,物理学定律也满足优美的对称性。对某一特定系统,如要获得不随某些条件变化的守恒规律,应该深入地研究其物理规律的内禀对称性。

    近年来,国内学者在国际顶级期刊上发文数量逐年增加,部分顶尖期刊发文数井喷,而且国内学者发表文章的引用数也在快速增加,这些都表明国内科研水平正在迅速提升。

    祝雪丰告诉《中国科学报》,“对任意一个系统,物理学家通常倾向于优先研究它的对称性,与对称性研究相关的应用已经非常广泛,我们的工作就是首次尝试在扩散系统中研究反宇称时间对称性。”

    近三个月连续发表三篇顶尖论文

    目前,绝大多数与对称性相关的研究都集中于经典波动系统,对扩散系统的对称性研究并不多见。研究人员发现,利用反宇称时间对称性有效抑制了波动或热场随着背景煤质运动的扩散,温度场分布会保持稳定。同时,把理论、模拟、实验结合在一起,通过观测温度场演化证明了反宇称时间对称性的理论性和可靠性。

    图片 1

    “此前讨论了各种在反宇称时间对称性的实施方案,首次在实验上观测到了反宇称时间对称相破缺前后存在完全不同的物理现象。为强散射体系、质量输运和热传导等扩散系统的研究开辟一个新的领域,为对称性理论延伸到波动体系之外其他体系提供了一种全新的范式。”祝雪丰说。

    4月份

    研究团队利用两个低热导率且存在热耦合的反向旋转的平行圆环开展实验。研究发现,在相对较低的转速时,满足反宇称时间对称性条件,观测到稳定的热温度场分布,温度极大值位置不随着圆环的旋转而移动;在转速较高时,反宇称时间对称性破缺,观测到的温度场分布不再稳定,温度极大值位置会随时间快速移动。

    南京大学祝雪丰副教授主要从事声光超构材料和能流调控相关研究,近几个月连续取得重要研究成果,成果发表在国际顶尖期刊上。

    “首次尝试在扩散系统中研究反宇称时间对称性,为耗散系统研究提供全新的角度,也为对称性理论延伸到波动系统之外的其他系统中提供了很好的范例。”祝雪丰说。

    在4月12日发表的最新Science中,祝雪丰等人的研究成果首次在热扩散系统中提出一种新的对称性,即反宇称时间对称性(Anti-parity-time symmetry),并在实验上证实了反宇称时间对称性的存在。

    相关论文信息:

    团队研究人员发现,当热扩散系统处于反宇称时间对称相时,背景载体机械运动的拖曳效应会被抑制,温度场分布保持稳定。实验中,他们构建了一对反向同速旋转的存在热耦合的低热导率圆环,调节圆环的转速为某一固定值时观测温度场随时间的演化;在相对较低的转速时,满足反宇称时间对称性条件,观测到稳定的热温度场分布,温度极大值位置不随着圆环的旋转而演化;而在转速较高时,反宇称时间对称性破缺,观测到的温度场分布不再稳定,温度极大值位置会随时间快速演化。

    尽管此前有很多理论工作讨论了反宇称时间对称性的各种实现方案,但是该工作是首次在实验上观测到了反宇称时间对称相破缺前后存在完全不同的物理现象。该研究为强散射体系、质量输运和热传导等扩散系统的研究开辟一个新的领域,为对称性理论延伸到波动体系之外其他体系提供了一种全新的范式。

    图片 2

    3月份的PRL

    2019年3月8日,《物理评论快报》(Physical Review Letters) 在线发表了题为《One-Way Localized Adiabatic Passage in an Acoustic System》的研究论文。团队成员将量子受激绝热调控概念类比引入到声学领域,利用声学腔体类比原子分立能级,腔体间时变耦合作用类比泵浦脉冲,在实验上观测到绝热声学系统中声波非互易单向局域效应。

    该研究工作为研究其它低维绝热时变声学系统提供了一个可供选择且易于实现的物理模型。非互易单向声局域效应在声学二极管和声学拓扑绝缘体方面存在潜在的应用,将进一步推动相关热门领域的发展。

    图片 3

    1月份的PRL

    2019年1月9日,《物理评论快报》(Physical Review Letters)刊发了团队研究成果《Experimental Demonstration of Acoustic Chern Insulators》,并被选为“Editor’s Suggestion”和“Featured in Physics”。祝雪丰为共同通讯作者,彭玉桂博士为共同第一作者。

    快速成长的青年科学家

    祝雪丰副教授出生于1983年11月。2005年本科毕业于华中科技大学生物医学工程/光信息科学与技术双专业。2011年博士毕业于南京大学声学所。同年入选华中科技大学鸟巢人才计划,并于2012年至2014年在加州大学伯克利分校张翔院士团队从事研究工作。

    入职华中科技大学后,短短几年快速成长,其研究团队在超构材料领域取得了一系列重要进展。承担国家自然基金面上基金,参与国家重大项目课题。已发表学术论文50余篇,包括Science,Nature Commun. 6篇,Phys. Rev. Lett. 5篇,Phys. Rev. X 1篇,Adv. Funct. Mater. 1篇(Inside Front Cover)。中国发明专利申请或授权4项。2012年获得江苏省优秀博士论文,2013年获得全国优秀博士论文提名,2016年获得教育部自然科学奖一等奖,2018年获得教育部提名参评国家自然科学二等奖。

    本文由美高梅在线登录网址发布于美高梅4858官方网站,转载请注明出处:科学家揭示扩散系统反宇称时间对称性新机制,

    关键词: