內容介紹
《10000個科學難題(物理學卷)(精)》是《10000個科學難題》系列叢書中與物理學相關的部分。本卷中的問題是由我國工作在研究第一線的優秀的物理學專家執筆撰寫的。徵集的問題既包括物理學各分支學科目前尚未解決的基礎理論問題，也包括在學術上尚未獲得廣泛共識、存在一定爭議的問題，一些徵集到的難題在相當程度上代表了我國相關學科的一些主要領域的前沿水平。為了提高《10000個科學難題(物理學卷)(精)》的可讀性，編委會確定了《10000個科學難題(物理學卷)(精)》的編寫原則：高中生感興趣，大學生能通讀，研究生願選題。《10000個科學難題(物理學卷)(精)》分為導入篇和專題篇：導入篇注重普及性和趣味性，圖文並茂，以通俗易懂的方式深入淺出地闡釋了一些受到廣泛關注的重要科學問題。專題篇徵集的難題覆蓋了物理學的主要二級學科，簡要概述了難題的背景、難點，並提供進一步研究的可能思路。《10000個科學難題(物理學卷)(精)》可供物理學專業的本科生、研究生和相關專業的研究人員參考，也可供對物理學感興趣的中學生和物理愛好者閱讀。
作者介紹
主編葛墨林副主編李淼龍桂魯王恩哥向濤葉沿林
作品目錄
《10000個科學難題》序.前言
導入篇
宇宙學的黃金時代
等效原理——物理學的基本原理
牛頓反平方定律及其實驗檢驗
謝線暴能源
宇宙標準尺——重子聲波振盪
太赫茲波及其套用
有粒子數反轉與無粒子數反轉雷射
聲學斗篷的隱身機理和物理實現
聲孔效應的物理模型
金屬玻璃中的科學
金屬鐵磁性的起源
量子蒙特卡羅模擬中的負符號問題
量子測量問題與量子力學詮釋
具有絕對保密性的量子密碼通信
量子態及其隱形傳送
相對論量子信息
量子質量標準
光鍾——用光波定義“秒”
探尋核子結構
原子核是否存在手性
原子核的滴線和核素新版圖
原子核的暈現象
什麼是湍流世紀難題?
反應擴散系統中螺旋波的失穩機制
專題篇
化學穩定分子的有效減速與亞mK冷卻問題
原子體系中的多體QED題
原子分子內部關聯動力學實驗觀測
用超冷原子氣體仿真超導體
廣義相對論中的等效原理的實驗檢驗
高溫稠密物質結構
高溫稠密物質輻射不透明度
非玻恩-奧本海默近似問題
超冷原子晶片
中子星高能輻射的觀測研究
宇宙中的中微子
宇宙學起源的引力波研究
宇宙弦的演化
宇宙磁場
宇宙伽馬射線暴的餘輝
宇宙第一代恆星
永恆暴漲是可能的嗎?
引力波探測
一個宇宙學的全息理論
星系的形成和演化
星系核心黑洞的形成和演化
弦宇宙學的初始條件問題
弦論中宇宙弦產生的定量研究
弦論中標準粒子模型的實現
物質自轉與引力場的作用
為什麼時空是四維的?
微波背景輻射中的張量模的實驗和理論
微波背景輻射譜的非高斯性的理論和實驗
太陽系外行星系統：尋找遙遠的世界
失蹤的超新星遺蹟
弱引力透鏡宇宙學
日冕物質拋射在日地空間的傳播及其對地球的影響
日冕物質拋射
基本物理常數會不會變化
黑洞轉動能量的提取
黑洞熵的本質問題
黑洞的吸積與外流
伽馬射線暴的激波磁場與加速機制
伽馬暴宇宙學
超高密度光子
磁能釋放的有效機制——磁重聯
超新星遺蹟是宇宙線的起源嗎?
超新星的爆發機制
超弦理論的景觀圖像
超弦理論的基本表敘和有限性
超對稱暗物質之謎
暗物質湮沒信號的多波段探測
暗物質的性質
暗能量的物理本質和反物質的丟失之謎
自發輻射相干效應的實驗驗證
能夠實現打破衍射極限的遠場成像嗎?
介觀尺度上光的約束與傳輸
光的本性問題
光傳播中的光譜不變性和偏振不變性
光波在金屬基界面的傳播特性
固態有機半導體電泵浦雷射
固態介質中的原子相干效應研究
包含地址信息的全光快取器
太赫茲電磁波傳輸研究中面臨的困難
雙復纖維的性能表征及反射率的計算
基於各向異性人工電磁材料的介質導波結構及慢波傳播
母配分係數遞推關係的破解
關於得到高維可積模型的一個新猜想
Yangian表示論與求解非線性模型
Navier-Stokes方程和Euler方程的與自然災害相關的環流解
粘接界面特性及粘接強度超聲定量無損評價
噪聲對人煩惱的作用機理和模型
亞表面成像的掃描探針聲顯微技術
聲致發光的發光機制
聲逆散射問題
聲波在岩石中的傳播
人類聽覺系統識別聲音的物理機理及其定量表達
熱聲系統中的聲傳播問題
顆粒介質中的聲散射
海洋聲場頻率-空間特性研究
高強聚焦超聲腫瘤治療過程中的無損溫度監測
復頻及頻率可調超聲換能器
複合材料早期疲勞損傷的超聲評價
非線性駐波聲場的數學模型和理論
低頻聲波的吸收和隔離問題
超聲製備納米材料的聲空化機理
超聲振動對接觸界面摩擦特性的影響
超聲能量作用機理及聲化學
超聲分子成像的高敏銳度檢測技術
自驅動粒子自組織的非平衡統計物理
細胞骨架的組織機理
生物膜組織和微脂筏的形成
膠體顆粒體系中的可見光局域化
流感病毒的進化動力學之謎
顆粒物質的動力學問題和統計力學描述
電(磁)流變液的穩定性
蛋白質鏈是如何摺疊成為天然結構的?
玻璃質動力學過程與玻璃化轉變機制
DNA超拉伸形變的機理
用統計物理學方法處理約束滿足問題面臨的五個挑戰
聚合物晶體生長動力學
質子交換膜燃料電池內的水傳輸問題
微納通道中液體的傳輸
微納通道中相變傳熱
微納米尺度流體流動與傳熱的格子-玻爾茲曼模擬
熱流科學中多尺度多物理場過程的數值模擬
燃料電池中與電化學反應耦合的熱傳輸問題
燃料電池中多相多組分傳輸過程的模擬
納米尺度下輻射傳熱顯著增強的實驗證實
兩相流體在多孔介質內的傳輸問題
利用微米與納米結構控制熱輻射的發射及吸收
有關掃描隧道顯微鏡(STM)方面的一個問題
現代電子顯微學尚未解決的問題
自由空間的團簇是如何形成的?
自旋液體是否存在?
重費米子化合物中的非常規超導與量子臨界性
複雜納米結構的幾何形貌和電子結構的預言
一維量子自旋鏈系統在任意邊界磁場中的嚴格解
維度對強關聯電子體系性質的影響
為什麼嚴格的多體波函式計算不能給出超導態,而簡單的BCS平均場計算卻能給出超導態?
二維電子系統在微波輻照下的零電阻現象..
拓撲序量子相變的普適性問題
波函式在環境中的退相位速率在低溫下是否飽和?
銅氧化物高溫超導體贗能隙起源的探索
鐵基高溫超導電性與機理
非均勻費米超流體的FFLO態
太陽能替代傳統能源可行嗎?
手性起源與手性催化的本質
時間反演對稱性的實驗檢測——尋找原子固有的電偶極矩
三維多體模型的精確解
如何刻畫量子相變和拓撲有序?
如何刻畫量子混沌?
溶液中蛋白質分子的電子結構的第一性原理.全電子.從頭計算
熱電材料機理和實用化問題
缺陷支配氮化銦的基本性質嗎?
輕元素材料的優異性質及其潛在的光電子學套用
強電聲子相互作用體系的小極化子
凝聚態物質中準粒子的波粒二象性
能夠製備出具有本徵室溫鐵磁性的稀磁半導體嗎?
能夠實現激子玻色-爰因斯坦凝聚嗎?
納米矽熱電材料
錳氧化物的龐磁電阻機制
量子點接觸中的“0.7結構”
量子尺寸效應作用下的金屬薄膜表面催化研究
可放大自旋極化電晶體
電晶體會停止發展嗎?
金屬與合金的中溫脆性
介觀環中的持續電流的實驗觀測值與理論值有較大差距的疑難
交換偏置
固體材料的軌道磁性
高溫超導體中的渦旋玻璃相
高溫超導體的配對機制是什麼?
高溫超導隧道結的製備技術
高溫超導電性機理
高溫超導材料中的電漿振盪和太赫茲輻射
菲波納契雙螺旋是錐面上的最小能量構型嗎?
二維石墨中的電導率極小問題
二維電子系統在零磁場下的金屬-絕緣體轉變問題
多鐵性物理
電脈衝引起的可逆電阻變化現象
單個納米結構的操縱與測量
磁性異質結中的隧穿磁電阻的零點異常
超越LDA的第一原理計算方法
超冷費米原子中的色超流性
超導量子干涉器件套用中的幾個問題超高密度光子
冰表面融化的動力學過程研究
半導體納米複合結構中的電子態和發光行為
STM單原子／分子操縱及在納米科技中的套用
信息處理的物理極限與量子熱力學
囚禁離子光頻標
腔QED量子計算
量子直接安全通信的關鍵問題
量子網際網路
量子信息中的數學問題
量子信息啟發的量子態操縱基本問題
量子信息啟發的固體系統量子態操縱的基本問題
量子信道
量子晶片
量子相變與量子糾纏中的一些有待解決的問題
量子算法和量子計算的複雜性
量子器件中的1／f低頻噪音問題
量子糾錯和量子編碼
量子計算機
連續變數量子信息的關鍵科學問題
離子阱量子計算
絕熱量子計算
基於固態光學微腔的量子信息處理器
基於超導量子比特的量子計算.量子信息的實現
巨觀物體的退相干與量子宇宙的經典約化
拓撲量子計算
單原子的光學精密操控
超冷極性分子氣體
超冷費米氣體中BCS-BEC渡越
超導量子比特和固態量於計算的物理實現
表面電漿基元與量子信息
用“瓦特天平”法實現量子質量基準
光子有靜止質量嗎?
半導體雷射器光譜結構模型及實驗驗證
光電子器件測試中第一個校準標準
用基本物理常數建立國際單位制SI的基本單位
精細結構常數α是否隨時間變化?
重原子核自發裂變
質子-中子形狀退耦現象
原子核形狀相變的微觀機制
原子核三體模型
原子核的集團結構和集團放射性
銀河系星際空間中大量26Al核素起源的疑難問題
形變原子核中的暈現象
為什麼迄今實驗發現約40個∧超核而只發現一個∑超核?
同核異能態與可能的伽馬雷射
梯度方法能否用於求解Dirac方程?
手性原子核是否存在?
是否存在描述原子核結構的統一模型?
弱束縛原子核與連續態
弱束縛核反應中的多步過程
如何在坐標空間求解核物理中耦合的微分積分方程組
如何由AN二體相互作用計算∧超核能譜精細結構?
人類能在近期登上超重島嗎?
耦合常數的解析延托方法對變形原子核的共振態是否適用?
年輕超新星遺蹟與鈦44
聚變堆結構與功能材料的特性
近庫侖勢壘重離子反應的異常現象
極端豐中子中重核區核結構殼效應可能的弱化和消失
恆星中氫燃燒的點火反應
核介質下的中子耦合
核廢料長期安全存儲對材料有什麼樣要求
電子與原子核散射
低能離子生物效應是由直接作用引起的嗎?
從∧超核能譜精細結構可以提取哪些新知識?
超核中的新物理
K核深束縛態存在嗎?
中微子質量起源問題
質子自旋危機
質量起源問題
整體對稱性和局域對稱性
原子核中相對論對稱性——自旋及贗自旋對稱性的物理起源
宇宙早期的QCD相變過程
宇宙線中存在奇異滴嗎
有限量子多體系統平均場近似中的對稱性恢復問題
用AdS／CFT對偶方法研究強子物理和強耦合夸克物質
尋找膠子球
相對論平均場理論中引入交換項會帶來什麼新物理?
相對論核多體問題中的pp和ph相互作用能否統一
統一場論中的規範等級問題
輕子味混合與CP破壞
強子作用朝前區的多粒子產生
量子場論中的基本問題
量子場論的嚴格解
夸克星
夸克和膠子是如何構成核子的?
核子的奇異夸克反夸克不對稱性
格點量子色動力學的非微擾研究
費米-楊介子存在嗎?
對稱性和對稱破缺機制
從味對稱性理解費米子質量等級和味混合
超高能宇宙線中微子尋找
超高能宇宙線中微子實驗尋找振盪到τ型中微子的證據
超對稱存在嗎?
QCD在有限溫度有限密度的相結構及強耦合夸克物質
QCD的非微擾動力學
Lorentz對稱性破壞了嗎?
η→π+π-e+e-衰變中的CP破壞及相關問題
CP破壞的起源.機制和宇宙學的關係
五夸克態是否存在?
1PeV以上宇宙線的成分
真核細胞SOS信號通絡的相應選擇機制
細胞調控和信號途徑的動力學研究
湍流反應流
湍流：模型與計算
聲子熱傳導的微觀機制及低維材料的熱傳導規律
生物分子進化的定量描述
能否利用隨機共振機制提高弱信號接收的信噪比
螺旋波動力學與心顫控制
軌道擴散與太陽系穩定性
功能相關的蛋白質非線性構象變化
複雜生物系統的魯棒性與可進化性
輔助因子如何調控的蛋白質結構與動力學過程?
非線性波傳播的界面效應
對流暖雲中的湍流起伏場究竟如何影響到大雲滴的生成?
球狀閃電的電漿物理模型
慣性約束聚變點火和超新星爆炸
光學超晶格中冷原子的量子態
編後記
