作者wladimir (wladimir)
看板Physics
標題[新聞] 湖南大學兩本科生改寫向心力定律
時間Sat Dec 3 19:37:01 2016
http://news.hnu.edu.cn/zhyw/2016-12-01/14318.html
http://tech.huanqiu.com/news/2016-12/9767798.html
在物理學中,當一個物體局限在一條曲線上運動時,例如在勻速圓周運動中,會受到
一個力;而當一個物體局限在曲面上運動時,例如螞蟻繞圓球爬行,會受到另外一個力
。以往,物理學界一直將這兩種力分開研究并用不同的公式來表達,沒有人注意到,這
二者其實可以統一到一個公式上來。
湖南大學物理與微電子科學學院本科生胡樑棟、連丁坤和他們的導師劉全慧教授最近
的一項研究發現:向心力公式具有普適性,不僅僅包括二、三維空間的曲線和曲面上的
運動,還包括任意維空間中的曲線和曲面上的運動。因此,不論是曲線上的運動物體還
是曲面上的運動物體都可以統一用向心力公式來表達。這項研究成果意味著,他們改寫
了向心力定律。
11月28日,他們的研究成果在《歐洲物理雜志C輯》(粒子與場論)在線發表,胡樑棟
、連丁坤為第一、二作者,劉全慧教授為通迅作者。根據中國科學院文獻情報中心世界
科學前沿分析中心的最新報告,《歐洲物理雜志C輯》是物理學期刊分區中的一區刊物,
一區刊物總數約占有物理學全部SCI收錄刊物中的前百分之五。
劉全慧說,尋找規律的統一性是物理學的根本任務之一。例如,牛頓用萬有引力統一
了星球的運動規律,愛因斯坦發現廣義相對論同時解釋了星球的運動和宇宙的演化。胡
樑棟和連丁坤的成果,也在尋找規律的統一性上做出了一點貢獻。
胡樑棟介紹,由于向心力定律涉及到約束運動量子化這一前沿性熱點研究課題,很
多人關注過這個問題。例如當今最偉大的理論物理學家之一、1979年度諾貝爾物理學獎
得主溫伯格,日本湯川理論物理研究所Ikegami, Nagaoka等,都曾研究過這個高維曲面
上粒子的運動問題,但是都沒有注意到可以統一到向心力定律中去。在仔細研究了他們
的工作后,最終我們發現了向心力定律具有比已知范圍大很多的普適性。
湖南大學物理與微電子科學學院近年來著力推行“本科生科研能力提升計劃”,讓
許多本科生有機會加入到高層次的科研項目中,極大地激發了本科生的創造力。胡樑棟
和連丁坤就是受到計劃的鼓勵,主動聯系導師劉全慧教授要求參與理論物理研究。為了
一鼓作氣完成研究, 2016年春節他們都沒有回家過年。他們還專門到數學院旁聽和自修
了研究中需要用到的《微分幾何》課程。僅僅兩個多月時間,在老師的指導下,胡樑棟
、連丁坤用微分幾何和哈密頓力學的語言基本完成了這篇論文。
論文網址:
http://link.springer.com/article/10.1140/epjc/s10052-016-4473-2
※ 編輯: wladimir (183.206.13.36), 12/03/2016 19:42:36
→ fnbest: 所以到底改寫了向心力定律的什麼? 12/03 19:42
→ chihshanfang: 標題殺人 12/04 01:33
→ caseypie: 應該就是推廣高維曲面上的加速度公式吧..... 12/04 02:51
→ louis925: 熱點研究是? Wifi hotspot? 12/14 09:09