凝聚态物理 绪论.ppt

凝聚态物理 王银珍 agwyz@ 能带论　　晶格动力学 霍尔效应被马普所的德国物理学家冯·克利青发现。 鲁斯卡（德国）设计第一台透射电子显微镜；比尼格（德国）、罗雷尔（瑞士）设计第一台扫描隧道电子显微镜 1987年：柏德诺兹（德国）、缪勒（瑞士）发现氧化物高温超导材料 皮埃尔·吉勒德－热纳（法国）把研究简单系统中有序现象的方法推广到比较复杂的物质形式，特别是推广到液晶和聚合物的研究中 R.R. 恩斯特（瑞士人）发明了傅里叶变换核磁共振分光法和二维核磁共振技术 布罗克豪斯（加拿大）、沙尔（美国）在凝聚态物质研究中发展了中子衍射技术 D·M·李、奥谢罗夫、R·C·理查森（美国）发现了可以在低温度状态下无摩擦流动的氦同位素 R.F.柯尔（美国人）、H.W.克罗托因（英国人）、R.E.斯莫利（美国人） 发现了碳元素的新形式——富勒氏球（也称布基球）C60 朱棣文、W·D·菲利普斯（美国）、科昂·塔努吉（法国）发明用激光冷却和捕获原子的方法 劳克林、霍斯特·路德维希·施特默、崔琦（美国）发现并研究电子的分数量子霍尔效应 沃特·科恩, 约翰·波普 前者：密度泛函理论的研究，后者：量子化学计算方法的研究 阿尔费罗夫（俄国）、克罗默（德国）提出异层结构理论，并开发了异层结构的快速晶体管、激光二极管；杰克·基尔比（美国）发明集成电路 美国科学家黑格、麦克迪尔米德、日本科学家白川秀树因发现能够导电的塑料，而共同获得诺贝尔化学奖 克特勒（德国）、康奈尔、卡尔·E·维曼（美国）在“碱金属原子稀薄气体的玻色－爱因斯坦凝聚态”以及“凝聚态物质性质早期基本性质研究”方面取得成就 阿列克谢·阿布里科索夫、安东尼·莱格特（美国）、维塔利·金茨堡（俄罗斯）“表彰三人在超导体和超流体领域中做出的开创性贡献。” 美国科学家保罗·劳特布尔、英国科学家彼得·曼斯菲尔德因在核磁共振成像技术领域的突破性成就，而共同获得诺贝尔生理学及医学奖 法国科学家艾尔伯·费尔和德国科学家皮特·克鲁伯格，表彰他们发现巨磁电阻效应的贡献 英国籍华裔物理学家高锟因为“在光学通信领域中光的传输的开创性成就” 而获奖；美国物理学家韦拉德·博伊尔（Willard S.Boyle）和乔治·史密斯（George E.Smith）因发明了”成像半导体电路——电荷藕合器件图像传感器CCD” 获此殊荣 * * 上夸克和下夸克 奇夸克和粲夸克 顶夸克和底夸克 轻子（lepton）： 轻子就是只参与弱力、电磁力和引力作用，而不参与强相互作用的粒子的总称。轻子共有六种，包括电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子。电子、μ子和τ子是带电的，所有的中微子都不带电；τ子是1975年发现的重要粒子，不参与强作用，属于轻子，但是它的质量很重，是电子的3600倍，质子的1.8倍，因此又叫重轻子。 波色子（boson）：例如，能传递电磁力的光子，以及能在原子核内传递强作用力使质子、中子聚合在一起的胶子（gluon）都属波色子。光子、介子、胶子、W和Z玻色子都是玻色子 大型强子碰撞器（LHC）的主要任务是寻找传说中的「神之粒子」希格斯玻色子（Higgs Boson），据信希格斯玻色子就是质量的来源，成功地找到这颗粒子（和确定它的能量）对确认或否决标准模型有着非常重要的意义。 ...亚的费米国家加速器实验室上演；那里的1万亿电子伏加速器对撞机Tevatron明年将获得足够的数据来证明希格斯玻色子（Higgs boson）是否存在 普朗克时期之后大约 10-35 秒，相转变引起宇宙产生指数级增长，称为暴胀。之后暴胀停止，此时宇宙的物质形式是夸克-胶子等离子体，这些物质的运动都符合相对论。宇宙继续在空间上膨胀，温度继续下降。在某一温度下，一种至今未知的所谓重子相变的相变产生，夸克和胶子组成重子，就是质子和中子，同时还在物质和反物质之间产生了不对称性，这种不对称性已经被实验证实。随着温度进一步降低，更多无对称的相变发生，形成了现在的基本粒子和基本相互作用。之后，一些质子和中子结合，组成氘和氦的原子核，这个过程叫做太初核合成。随着宇宙的冷却，静止质量的能量密度以引力形式存在，并超过辐射形式的能量密度。在大约 30 万年之后，电子和原子核结合成为原子（主要是氢原子），而物质通过脱耦发出辐射并在宇宙空间中相对自由的传播，这就是今天的宇宙微波背景辐射。 随着时间的前进，在几乎是均匀分布的物质空间中，密度稍微大一点儿的区域通过引力作用吸引附近的物质，从而变得密度更大，并形成今天的气体云、恒星、星系和其他天文学观测到的结构。具体过程决定于宇宙物质的形式和数量，其中形式可能有三种：冷暗物质、热暗物质和重子物质。 *