谱,2018年春季
美国伊利诺伊大学香槟分校的物理学而闻名的风格的内部“乌尔班纳风格”——通常包括合作研究领域和理论和实验物理学家之一。这是一个内部的一些著名物理学家正在研究什么。
梁杨
我的研究集中在理解中微子的基本属性,最难以捉摸的和神秘的宇宙中基本粒子。中微子是很小,几乎没有与普通物质的相互作用。物理学家一开始认为他们无质量,如光子。但是实验发现一些中微子产生的太阳“消失”当他们到达地球;事实证明,“失踪”中微子振荡到其他类型的中微子。意味着中微子振荡现象确实有小的质量。非零中微子质量的新的物理粒子物理学的标准模型之外。振荡实验可以测量不同类型的中微子之间的质量差异,但我们仍然不知道中微子的质量绝对规模和为什么他们的群众都不到一百万电子的质量。最近的理论表明中微子的质量与宇宙中物质的主导地位。
研究中微子,我们建立了先进的粒子探测器地下深处,矿山或隧道内高大的山脉。地下位置的表土盾牌探测器从高能宇宙射线的有害影响。使用屏蔽技术的结合,我们创造了地球上最在建的环境在我们实验。探测器本身构造特别选择的材料有超低放射性杂质。
我的团队中起着领导作用200年外实验,利用丰富的液态氙研究一个非常罕见的衰变过程,近年双β衰变。在这个假设的过程中,两个中子内部核衰变为两个质子没有发射的中微子。这个衰减将意味着中微子的发现是自己的反粒子和照亮中微子质量生成机制。我们正在致力于开发新的分析技术来执行最敏感的搜索外200数据。我们也积极参与的研发下一代探测器,nEXO,承诺解开神秘中微子质量的起源。
杰西谢尔顿
我是一个理论粒子物理学家,这是一个非常激动人心的,如果令人费解,时间是在地里干活。我们的宇宙的宇宙历史明确地告诉我们,必须有物理超出我们目前的理解。我们有大量的证据表明某种未知形式的暗物质的引力在普通物质。另外,宇宙展示了一个神秘的偏爱物质/反物质,确保我们今天都在这里。这两个观察意味着新的粒子物理必须在某处,但是现在真正的挑战是找出哪里是最好的地方我们已经很少从实验提示这些新物理学应该采取何种形式。
我目前研究的一个基础是想出新的方法来理解宇宙中暗物质的足迹。如果暗物质碰巧生活在自己的阴影的世界,与我们交流很少(和我们的实验),这些天体物理学的脚印可能是我们最好的拍摄解开暗物质背后的粒子物理。我也非常感兴趣让我们充分利用神奇的发现提供的大型强子对撞机(lhc)的机会。这是唯一在世界上的地位,希格斯玻色子,我们还有很多要学习这种粒子。希格斯玻色子是我们的一个最好的windows的阴影世界暗物质可能住在哪里。我想了很多关于可能的衰变粒子希格斯玻色子的影子会看起来像这样的少见,奇怪的事件,实验和一个真正的挑战,但他们可以提供的洞察到希格斯玻色子,暗物质,和我们的宇宙的结构将是深远的。
阿列克谢AKSIMENTIEV
我集团是使用超级计算机来解决生物细胞的内部运作和设计合成分子机器,比他们的生物原型。最近的生物科学的发展提供了一个几乎完整的列表构成活细胞的生物分子。但如何收集的分子变成活人还有待确定。利用计算机模型,我集团是阐明生物现象来源于物理生物分子之间的相互作用。例如,我们最近发现DNA分子之间的物理力量取决于它们所携带的遗传密码,可以促进空间隔离的DNA在细胞的核仁,控制哪些基因打开或关闭。
补充生物过程的理论研究,我们小组是利用计算机模拟来推进纳米技术在医学上的应用。与来自世界各地的实验小组合作,我们正在开发纳米孔生物信息的读者,DNA和RNA的核苷酸序列和氨基酸序列的蛋白质,用于临床诊断和基础研究。我们利用DNA构建合成类似物的自组装特性的生物纳米机器,如膜通道和旋转电机。最近,我们展示了一种人造DNA纳米结构的翻转脂肪细胞膜数千倍的速度比任何生物或合成系统日期。
维吉尼亚州的洛伦兹
由于电子元件的大小是导致基本电脑操作方式的改变。但few-nanometer规模、电阻加热和量子力学禁止高效、稳定运行。最有前途的下一代计算范例之一是自旋电子学,它利用电子的自旋操控并将信息存储在磁性薄膜的形式。尽管电子自旋量子力学属性,自旋电子学依赖宏观磁化,从而不利用量子力学算法用于编码和传输信息。我集团的一部分研究集中在光学研究的基本机制可以有效地操作使用电流磁化。我们开发了一种光学磁力仪能够敏感测量current-induced磁化变化使用技术互补的电气测量技术。它允许我们研究磁化强度的变化,发生几纳米表面以下这些材料。
我组织还致力于新问题计算和通信技术基于光子的量子力学性能。量子技术往往需要运营商的信息,或量子位,有特定的属性。光子量子态是很好的信息运营商因为他们旅游快速、健壮的环境波动,但描述和控制光子源光子有正确的属性仍然是一个挑战。我们正在努力开发高效的技术确定光子量子态的性质以及控制这些属性的方法。例子包括使用受激发射,激光技术的基础上,以提高特征测量的信噪比以及开发设备来存储和检索的信息编码在光子通过物质激励,如激发态的原子和固体。
格雷格MACDOUGALL
我的研究小组研究量子材料,致力于发现和探索的固体内部物质的状态。在这个分支的凝聚态物理,我们紧急现象研究多体的系统惊人的大量粒子的集体行为一起工作,使这些系统超过部分的总和。18新利在线娱乐官网新利足球伊利诺斯州物理一直是这个领域的世界领袖,与令人印象深刻的专业知识水平在一个广泛的实验和理论技术持有的有才华的研究者,在一起工作在一个独特的合作文化。我的贡献是一个中子散射技术方面的专长。
此外,我保持两个实验室在伊利诺斯州致力于材料的发现和晶体生长。使用我们的知识元素周期表,化学和晶体生长技术的工具箱,我们努力修改现有材料的性质或创建全新的材料,在某种程度上鼓励非传统的行为。这包括材料,表现出小说形式的超导、有趣的拓扑行为,外来形式的磁性。一个例子是我们最近发现的材料包含一个所谓的“自旋冰”的状态,在旋转冻结成一个非平衡配置与励磁的看起来像磁单极子,但额外的证据强有力的量子涨落。这些属性提高的可能性在低温下一个“量子自旋液体”阶段包含一个长程磁矩之间的纠缠。锰铁磁性材料另一个例子是我们的工作,我们已经看到电子自旋之间的强耦合和原子位置允许我们创建一个self-separates为有序和无序区域的状态由“域墙,”自己在微尺度和可以移动应用磁场。第三个例子是我们工作在高温超导体氧化铜,其中quasi-1D自旋和电荷订单共存的空间调制”对密度波超导冷凝有独特的属性。这些州的新奇的是,这样一个完整的理解通常需要探索各种不同的实验技术与理论家和频繁的磋商。根据这一点,我的团队经常与我们的凝聚态的部门同事,让伟大的使用本地设施安置在弗雷德里克·塞茨材料研究实验室。我集团是一个多产的散射仪器安置在国家实验室:用户最经常,散裂中子源的中子散射仪器和高通量同位素反应堆在橡树岭国家实验室,而且x射线散射阿尔贡国家实验室的设施和康奈尔大学高能同步源和μ介子旋转旋转光谱仪TRIUMF介子的设施。 In all cases, the ultimate goal of our research is not to understand the workings of any particular compound, but instead to illuminate the origin of novel and potentially useful behaviors that may extend to entire classes of materials.
我组织还致力于新问题计算和通信技术基于光子的量子力学性能。量子技术往往需要运营商的信息,或量子位,有特定的属性。光子量子态是很好的信息运营商因为他们旅游快速、健壮的环境波动,但描述和控制光子源光子有正确的属性仍然是一个挑战。我们正在努力开发高效的技术确定光子量子态的性质以及控制这些属性的方法。例子包括使用受激发射,激光技术的基础上,以提高特征测量的信噪比以及开发设备来存储和检索的信息编码在光子通过物质激励,如激发态的原子和固体。