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亮点文章 | 《物理学报》2026年第12期（二）

已有 288 次阅读 2026-7-7 11:26 |系统分类:论文交流

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Li⁺和K(4s)碰撞的非辐射及辐射过程的理论研究

苏星光，王瑜，侯晓慧，米兰，杨玉坤，李铁成，王堃

物理学报, 2026, 75(12): 120303

doi: 10.7498/aps.75.20260560

cstr: 32037.14.aps.75.20260560

本文系统研究了Li⁺+K(4s)碰撞体系在极低能至中低能区的电荷转移动力学，并重点揭示了非辐射与辐射过程之间的跨能区竞争机制。通过结合全量子分子轨道强耦合(QMOCC)和双中心原子轨道强耦合(TC-AOCC)方法，计算了10^-5-10keV/u能区内的非辐射电荷转移截面。结果表明，非辐射电荷转移主要由通道间非绝热耦合主导：在碰撞能量范围(0.08eV/u＜E＜200eV/u)内，电子主要通过转动耦合俘获至Li(2p)态；随着能量升高，多通道耦合作用增强3²Σ⁺，与1²Π通道的贡献趋于竞争和平衡。在此基础上，结合全量子方法、光学势方法及半经典近似，系统研究了10⁻¹¹—20 eV/u能区内的辐射电荷转移、辐射衰变及辐射缔合过程。结果显示，碰撞能量E<0.08 eV/u时，辐射过程取代非辐射过程成为主导机制；进一步降至E<0.01 eV/u极低能区时，辐射缔合截面显著高于辐射电荷转移截面，表明体系更倾向于形成束缚分子离子。本研究表明，在该体系中，非绝热耦合与辐射跃迁在不同能区内主导不同的反应路径，从而在整体上重塑了电荷转移动力学的主导机制与产物分布，为低温离子-原子碰撞及相关建模提供了系统的物理图像。相关结果可为等离子体物理、天体化学和冷分子物理领域的相关建模提供可靠理论支撑。本文数据集可在

https://doi.org/10.57760/sciencedb.j00213.00247中访问获取。

图7 Li⁺与K碰撞体系辐射衰变与非辐射电荷转移截面对比。其中，光学势方法求解的辐射衰变截面以黑色实线表示；半经典方法所得辐射衰变截面为红色实线结合实心圆点；QMOCC方法计算的非辐射电荷转移截面采用蓝色实线与空心圆点标注。灰色虚线对应碰撞能量0.08 eV/u，该能量处辐射缔合截面与非辐射电荷转移截面数值近乎相等，对应两种动力学过程的主导机制转变阈值

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结合高压热弹性模拟数据的Hugoniot弹性极限实验解读

尹俊磊，高兴誉，王毅，刘海风，宋海峰，李金山，张平祥

物理学报, 2026, 75(12): 120801

doi: 10.7498/aps.75.20260047

cstr: 32037.14.aps.75.20260047

针对冲击加载实验中波前弥散及非稳态效应制约Hugoniot 弹性极限(HEL)精确解读的问题，本文提出了一种结合理论模拟与实验数据的自洽解读方法。该方法基于宏观粒子动量守恒定律与微观材料本征纵波声速响应的物理关联，构建了以纵波声速和轴向应力为核心变量的自洽方程。在求解策略上，以实验测得的弹性前驱波粒子速度为约束变量，并利用平均场势(MFP)耦合准静态近似(QSA)生成的宽压域热弹性数据集，构建了连续的纵波声速-压力响应关系。本文以金刚石为研究对象验证了该方法的有效性。研究首先构建了室温下0—1000 GPa压区的金刚石热弹性数据集，其与15 GPa压力范围内静加载实验数据的相对偏差不超过0.4%。在此基础上，整合了峰值应力高达1 TPa的金刚石冲击实验数据，应用上述方法重新解读了HEL。结果表明，重新解读的HEL与标准气炮加载实验值的相对偏差在2%以内，并定量表征了其各向异性。此外，针对激光加载实验中因非稳态衰减导致的系统性偏差，本方法将其HEL值向上修正了8%—13%。本文数据集可在https://doi.org/10.57760/sciencedb.j00213.00274中访问获取。

图2 融合实验与理论模拟的 HEL 混合解读方法计算流程图。(左侧) 实验数据处理模块：从速度剖面中提取弹性前驱波粒子速度，作为自洽方程求解的边界条件。(右侧) 理论模拟模块：构建有限温度-压力空间下的纵波声速数据集。(中间) 自洽迭代求解流程：结合上述实验边界条件与理论声速数据，通过应力-声速自洽迭代，确定临界屈服条件下的轴向应力(即 HEL)

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变温飞秒受激拉曼光谱技术揭示类胡萝卜素(球形烯)的激发态结构动力学

吴凯文，彭勃，马腾飞，王鹏，刘伟民

物理学报, 2026, 75(12): 120901

doi: 10.7498/aps.75.20251755

cstr: 32037.14.aps.75.20251755

类胡萝卜素在光合作用捕光体系中兼具光捕获与光保护功能，其激发态弛豫路径直接影响其向(细菌)叶绿素的能量转移效率。然而，在光学允许的S₂ () 态与光学禁阻的S1 (2)态之间是否存在独立的中间态，以及该中间态的物理本质和形成机制，长期以来仍存在争议。本文以共轭长度为10的类胡萝卜素分子球形烯(spheroidene)为研究对象，采用飞秒受激拉曼光谱结合瞬态吸收光谱，系统研究了其在溶液中的激发态结构动力学演化过程。实验结果表明，在S₂与S₁态之间存在一个具有3对称性的独立中间态S_X态，它的形成伴随着超快分子骨架扭曲特征。通过温度调控正己烷溶剂体系的黏滞系数，进一步发现S₂态和S_X态的寿命对黏度变化高度敏感，而S₁态动力学基本不受影响，说明分子构型扭曲在S_X态的形成中起关键作用。上述结果为球形烯中间态的结构起源提供了直接实验依据，阐明了光诱导构型扭曲在类胡萝卜素激发态弛豫过程中的重要作用。

图3 20 ℃条件下，正己烷溶液中球形烯(SPH)的二维瞬态吸收光谱(a)及其对应的DADS光谱(b)

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Au-Cu合金的形成能数据集构建与团簇展开建模

贾煜茹，刘倍雷，高兴誉，陈华杰，宋海峰

物理学报, 2026, 75(12): 120807

doi: 10.7498/aps.75.20260377

cstr: 32037.14.aps.75.20260377

针对Au-Cu体系的团簇展开(CE)建模，采用基于双屏蔽库仑修正(DSCC)方法自洽评估U, J 值的PBE+U ^DSCC修正Cu-3d轨道与Au-5d轨道能级位置，构建了实空间CE建模所需的训练数据集。进一步计算了Au与Cu单组元在不同晶向下的外延应变能，构建了Au-Cu体系组分应变能训练数据集。在此基础上，建立了包含长程修正项的完整CE模型，有效分离了长程弹性应变效应与短程化学相互作用，相比单纯的实空间CE模型，拟合精度与凸包线的预测精度均得到提升。本文数据集可在https://www.doi.org/10.57760/sciencedb.j00213.00207中访问获取。

图12 PBE+U ^DSCC与CE预测凸包对比：PBE+U ^DSCC(橙)、实空间CE预测(蓝)、基于组分应变能修正的CE预测(绿)

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基于γ全吸收装置的(n, γ)反应截面测量方法

栾广源，张奇玮，吴鸿毅，罗淏天，王晓宇，陈玄博，王雨晴，季玉桐，贺国珠，任杰，黄翰雄，阮锡超，鲍杰，蒋伟，樊瑞睿，朱兴华

物理学报, 2026, 75(12): 120103

doi: 10.7498/aps.75.20260131

cstr: 32037.14.aps.75.20260131

为了填补国内中子辐射俘获反应实验数据的空白，中国原子能科学研究院核数据重点实验室研制了由40个BaF₂探测单元组成的γ全吸收型探测装置(GTAF)。2019年该装置完成向中国散裂中子源反角白光中子束线的搬迁，基于飞行时间方法开展了中子辐射俘获反应截面测量方法的研究。通过对¹⁹⁷Au样品多次实验测量数据的综合分析，证明了BaF₂探测单元能量分辨率的长期稳定性，并确定了在线测量的实验条件：符合时间窗64 ns、多重性M_γ≥2、γ射线加和能阈值3.5 MeV≤E_sum≤ 8 MeV、采用标准ϕ 30 mm束斑。为提升效应本底比，设计加工铝合金真空管道和配套的含硼聚乙烯材质的中子吸收体，有效降低了样品处散射中子产生的本底。经过数据分析完成各项本底扣除后，得到了0.3 eV—10 keV 能区¹⁹⁷Au(n，γ)反应截面的初步结果，与ENDF (evaluated nuclear data file)评价数据吻合度较高，充分验证了GTAF装置的可靠性及在线测量方法的可行性。后续研究将发挥GTAF装置对γ射线全吸收的优势，聚焦于小样品量、截面较小核素与裂变核素的(n，γ)反应截面测量工作，为国内核事业的发展提供重要的实验数据支撑。