中国报道讯(陈伟深 通讯员李敏) 近日,从广东以色列理工学院获悉,广东以色列理工学院材料科学与工程专业本科三年级学生陈林泓以第一作者在国际物理期刊《物理学报B:原子、分子与光学物理》(Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics)上发表学术论文,题为《极限电荷下单激发态的双电子原子的渐进量子亏损研究》。
据了解,该期刊由IOP出版集团在英国出版,近三年平均影响因子(Impact Factor)为2.009,属中科院SCI分区物理大类三区期刊。
陈林泓,2017级材料科学与工程专业本科生,当前平均学分绩点(GPA):95.15位列本专业年级第1。2017年高考总分604分(广东)。
据陈林泓介绍,该论文主要聚焦类氦原子。一般的氦原子是有原子核(有2个质子和2个中子)和核外电子(2个)组成。该论文研究对象是核电荷数趋于极限时的类氦原子及其激发态的结合能(bonding energy)。当其核电荷数极趋近于极限时(核外一个电子即将发生电离时),其粒子能量会发生哪些变化。由于实际上核电荷数只能为整数,所以这个模型无法在实验中构建,只能通过理论计算,然后和已有的其他数据相互印证。因为计算过程中涉及大量复杂的数学运算,往往需要良好的计算机算法和程序的支持。
此外,在实验中还观察了一些有趣的现象,关于能量和核电荷的一些线性关系,这个是当时所没有意料到的结果。通过这个结果,Jacob教授对双电子原子s-p能级分裂(s-psplitting)和单重态-三重态的能量分裂(singlet-triplet splitting)作出了新的理论分析,得到了不同于以往的结论。如果这个计算结果是正确的,而且线性关系是反应了真实的物理现象而不是由于算法的原因导致的话。那么Jacob教授得到的结论就的确得到了与以往普遍认识所不同的新观点,对解释能量分裂提出了新的思路。
据了解,陈林泓在大二上学期上了Jacob Katriel教授主讲的《量子化学》课程,因在课程考试中陈林泓取得比较好的成绩,课程结束后,Jacob教授给他发去邮件,邀请他参加一个项目,是有关计算极限电荷下的类氦原子能量。在2019年的暑假期间,陈林泓留在学校,在Jacob教授的指导下,正式开始加入研究工作。陈林泓针对这个课题学习了两个月,主要内容是理论背景知识和计算机编程技术。而后受Jacob教授推荐,由学校经费支持,陈林泓和James S. Wright博士一起前往俄罗斯杜布纳联合核子研究所向Vladimir I. Korobov教授学习,为期约2周。Korobov教授那里有一套他自己开发的计算软件,能够对所需要的系统的能量进行非常高精度的计算。陈林泓在那里借助Korobov教授的这个软件,对类氦原子的几个单激发态进行了一系列能量计算,并将核电荷推到极限状态。
“我做的计算实验,简单的说,主要是在Korobov教授的计算软件上,通过输入不同的条件参数,获得结合能能量数据。通过这些计算结果,Jacob教授对一些他在以前研究中发现的一些反常的现象给出了解释。由于我们的研究方向是相当理论的,也许不会对人类社会发展或者科技进步有着立竿见影的影响,但我们这次的研究方向是比较创新的,相信在我们之后,会有更多比我更专业的研究者在这个方向进行更多更精确的计算,得到更多有用的信息。”陈林泓说
陈林泓表示,在论文中主要负责做计算实验,在教授们的指导下完成计算、获取数据,教授们通过这些数据进行分析,获得研究结论。通过这次项目,在知识上自然收获到了许多,在经验上,主要是了解了一个科研项目是如何进行的,将来如果走科研道路的话应该具备哪些特质等等。这次有幸参与这个项目认识到自己在知识储备和能力方面的不足,也更加激发了自己对学习新知识的兴趣,这些都是对之后的学习有很大帮助的地方。
责任编辑:陈伟赞
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