《极端条件下的原子分子结构特性及动力学》

点击下载 ⇩

稠密(-10<'3>g/cm<'3>)、高温(-10<'7>K)、强场(-10<'9>V/cm)等极端条件下的原子分子结构和动力学问题,是高能量密度物理领域的重大前沿课题,是激光惯性约束聚变、量子调控和天体演化的物理基础,对核武器小型化精密化以及极端条件下材料应用等国防科技发展具有重要意义。极端条件下的原子结构、动力学和辐射性质,涉及离子、电子、光子以及强驱动场之间的强耦合、强关联和非线性作用,呈现出丰富而新奇的特性。研究极端条件下物质的物态物性和能量输运过程,需要发展描述开放、复杂量子系统新的理论方法以及精确的实验探测与诊断技术,是极具挑战性的物理学前沿问题。项目组在基本物理理论、数值模拟方法和程序研制以及实验技术上对极端条件下的原子分子结构和动力学进行了深入探索和系统研究,取得了系列重要成果。主要科学发现包括:建立从低温凝聚态至高温稠密等离子体的物质结构及其动力学研究的统一理论框架:突破绝热近似,发展量子朗之万分子动力学模型,首次将第一原理方法推广到温度高达10<'7>K的高能量密度物理区域,揭示了复杂元素高温稠密状态下离子相与电子相分离的新机制;建立了耦合环境条件下多组分、多组态的原子结构模型:发展了细致谱项模型精密研究等离子体光谱的理论方法,实现了重元素辐射不透明度研究的突破,自主开发了计算软件,应用于惯性约束聚变实验的温度诊断;创建了原子分子强场电离及其新型辐射的动力学理论方法和独特实验技术:提出了强场环境下原子实动态极化的新概念,建立了多电子电离和高次谐波产生模型,创建了多谱段同步探测与调控技术,揭示了太赫兹辐射的新机制。在国家自然科学基金(杰青、重点、重大)、973计划、XX重大专项、军队863课题的资助下,项目组在物理学顶级杂志Physical Review Letters(PRL,影响因子7.512)发表4篇论文,20篇主要论文被发表在国际顶级杂志Nature Physics等期刊上的SCI论文他引170次。据统计,历年以湖南省内高校为第一位发表的Physical Review Letters文章共有12篇,该项目相关共5篇(2015年新增1篇)。项目研究成果具有系统性和可持续发展性,获得国际同行的广泛关注和高度评价,近年来先后被国际权威会议邀请作大会报告17次,尤其是多次作为中国代表被美国劳伦斯利佛莫尔国家实验室、洛斯阿拉莫斯国家实验室、圣地亚国家实验室三大国家实验室邀请参加其组织的国际重要学术会议并作大会报告。项目研究所获得的物理模型和计算方法已经成功应用到国家重大专项,成为国家点火重大专项的重要支撑,首次使中国在高温稠密等离子体辐射不透明度和状态方程方面具备了与美国同等精度的计算和评估能力。依托“原子与分子物理”国家重点学科,项目成果直接支撑“信息物理与高能量密度物理”军队重点实验室建设。项目支撑的研究生学位论文获得高度评价,2篇获得全国百篇优秀博士学位论文提名,5篇获得全军优秀博士学位论文或湖南省优秀博士学位论文,3篇获湖南省优秀硕士学位论文。

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。