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大国工匠
《大国•工匠》——陈世浩
来源:北国网      作者:
时间:2019年02月20日 11:37

   

  陈世浩

  陈世浩,男,1946年生,东北师范大学物理教授。

  理论物理方面成就

  1. 无奇点宇宙学模型。霍金-彭罗斯奇点定理仍成立,但这一模型突破了该定理的前提条件,从而修正了爱因斯坦场方程。陈世浩先生已发表的四篇系列论文,证明了以下结果。

  A.有效宇宙常数为零前提下,解释了宇宙演化,即,宇宙暴涨、膨胀、加速膨胀;也能解释背景微波辐射与原初核合成等。

  B. 按此模型,宇宙中不存在任何奇点;宇宙中存在最高温度。当由于收缩而达到最高温度时,最高对称性实现,然后暴涨发生,对称性破缺,宇宙由对称均匀状态转化为由暗能量、暗物质和可将物质组成的状态,并开始膨胀、演化。

  C.对广义相对论中定域能量及其守恒给出了明确协变的定义。

  D. 宇宙常数问题得以自然地解决。

  E. 有三个新的预言;宇宙中巨大空洞不是空的,有凹透镜效应;大范围的空时曲率不完全决定于可见物质与暗物质,还与暗能量有关;密度和总质量足够大,以至于最高温度能够产生时,黑洞将发生对称性破缺、转化,形成小宇宙岛。

  F. 一种可能是,宇宙是由无穷多个S宇宙岛、V宇宙岛和过渡区组成;S宇宙岛和相邻的V宇宙岛之间不能进行任何信息交流,以致于每个观测者必然认为他所在的宇宙岛就是整个宇宙;宇宙作为一个整体,永远不变;而每个宇宙岛都在进行各自的演化。对于每个宇宙岛,各向同性不严格成立,巨大红移的星系、类星体及孤儿类星体的分布不是严格各向同性的;每个宇宙岛都是有限的,因此宇宙岛也可以是旋转的;不同宇宙岛的演化过程和物质存在形式是不同的。

  G. 对孤儿类星体给出了一种解释。传统理论难以给出确切的解释。

  2. 电弱统一模型。这系列论文是标准电弱统一模型的一种推广,85年发表在《高能物理与核物理》上。按这一模型,对称性破缺前中微子与正、负电子是对称的,对称性破缺后,中微子与正、负电子的关系才变成不对称。主要内容被92年发表在Physics Review Letter等 一流大刊系列工作重复;但与本模型不同的部分(顶夸克的电荷)已经被实验证明是错的。

  3. 强子看作非拓扑孤立子的 大统一模型。这系列论文构造了把强子看作非拓扑孤立子的统一电、弱、强三种作用的大统一模型。

  A. 这一模型能够解释已知的实验,与被实验证实的传统理论无矛盾。

  B. 按这一模型,夸克禁闭问题自然不存在。所谓夸克禁闭问题是,当前理论既不能严格证明夸克禁闭,又不能实验上发现自由夸克。

  C. 给出了不同于传统理论的轻子-夸克对称关系。

  D.给出新的预言。

  4 无发散量子场论,这系列论文用新的场量子化方法重新构造了量子场论。

  A. 提出了新的场量子化方法。

  B. 基态(真空态)能量为零,从而自然解决了宇宙常数问题;所有圈图修正都不发散。能够得到传统理论的结果,能够解释迄今为止的实验。

  C. 一个推论是,必然存在暗物质。如此,不同于其它暗物质理论,这为暗物质奠定了深厚的量子场论基础,其性质可预测。

  这种无发散量子场论的基础尚未全部完成,明年将完成。

  以上这些工作分别受邀到南京大学、浙江工业大学、高能所、杭州师院讲学。迄今未受质疑。这些工作都是原创,相应论文都是独撰。

  综上所述可见,陈世浩这个自洽的理论体系给出了暗能量、暗物质、无奇点宇宙的结构这些问题一种可能的回答;构造了没有夸克禁闭和质子衰变问题的大统一理论,和没有基态能量和圈图修正发散问题的量子场论。这些模型当然有待于实验和天文观测证实或证伪,能否解释诸如宇宙中正反物质不对称等许多其它未解决的问题,也还有待进一步努力。但这些模型对所涉及的基本问题提出了重要的系列新概念,不失为一种有意义的新探索。

  科学技术领域成就

  1. 大功率连续辐射伽马激光器

  世界首次提出利用普通激光与通过扭摆磁场的单能电子束对撞产生伽马激光的理论。陈世浩2012年4月27日申请的“大功率连续辐射伽马激光器”发明专利,已于2018.6.5授权。陈世浩和陈紫微2014-2016年在专业期刊Laser Physics上连发三篇奠基性工作。审稿人认为是这个领域一个开创性工作,希望继续这方面研究。

  伽马激光将开创核物理新时代。在工业、医疗、探测、军事等诸多领域都有不可代替的重要作用。如用伽马激光打导弹,不仅击中率高,而且比导弹拦截成本小很多。更重要的应用在可控核聚变中。

  2. 伽马激光或伽马射线在核技术中的应用

   

   

  A. 利用伽马激光或伽马射线实现可控核聚变。

  在2016年第16届全国和物理大会上和2018年发表的论文(World Journal of Nuclear Science and Technology World Journal of Nuclear Science and Technology, 8, 190-196)。陈世浩论述了利用伽马射线或伽马激光实现可控核聚变和制作单色性好的中子源的机理。仅仅温度达到一亿度,并不能实现核聚变,还必须实现劳逊条件。温度越高,劳逊条件越难以实现。但如果用伽马射线或伽马激光将聚变原子核激发到其激发态,聚变所需的部分能量就储存在核中,这样核聚变温度就必然显著降低,劳逊条件就容易实现。由于聚变原理不同,因此所用聚变原子核也不同。这是核聚变物理中重要的新思想。

  B.利用伽马激光或伽马射线制作单色性好的中子源

  现有的反应堆和裂变中子源产生的中子能谱很弥散。在光中子源专利申请书和有关论文中,陈世浩论述了利用伽马射线或伽马激光辐照丰中子核,可产生中子能谱弥散性很小的中子。这是因为,丰中子核的能级差与结合能都是确定的,伽马激光光子的能量也是唯一确定的,因此丰中子核吸收伽马光子碎裂后,在一个确定方向出射中子的概率与能谱也是确定的,中子的单色性必然很好。此外,这种单色性好的中子能量还是连续可调的。这对于应用很重要。例如,用于医疗,这个特征就是至关重要的,不可代替的。

  这种中子源可用于链式核反应点火,这样核电站可不再用炸药挤压的方式点燃链式核反应。

  C. 利用伽马激光或伽马射线转化有放射性的乏燃料核为无放射性的物质

  在光中子源专利申请书和有关论文中,陈世浩论述了利用伽马激光或伽马射线转化乏燃料核也是可行的。因为,乏燃料核也是丰中子核。吸收能量足够大的伽马光子后,丰中子核必然处于激发态或碎裂。丰中子核裂变后必然放出中子和质量更小的、没有放射性的子核。

  这种处理乏燃料核的方式,不仅仅节省资源与费用,而且是一劳永逸、彻底免除后患的方式。

  3. 液体光电导效应及其在风光制氢中的应用

   

  陈世浩于2013年发现了液体光电导效应,用多次实验、反复证实了这一效应,也给出了详细的理论解释。2014年发表了有关论文。迄今已有7700多同行下载此论文。基于这个效应,提出了风光制氢专利(发明专利已授权),并于吉林省立项实施,现在进行中。

  “液体光电导效应”是风光制氢这个领域的基础问题,其实验与理论基础都是坚实的。利用这一效应的设备成本很低,不过是增加一块真空玻璃而已,但却能显著提高效率。

   

  4. 真空泡保温隔音板

  真空保温的效果很好。但真空板一处破损,则整板失效。而用本发明的技术制作出的真空泡保温隔音板(发明专利已授权),即使一处破损,其它部分依旧可以保温。这对于房屋、汽车等的保温很重要,很有实用价值。

  教学工作成就

  陈世浩在本校带过多届硕士研究生,也在吉林大学带过一届博士生(获得优秀博士论文)。为研究生、博士生讲授量子场论、量子规范场论、群论、高等量子力学、广义相对论、高等统计物理、现代物理概论7门课程:为本科生讲授量子力学、固体物理、原子物理、普通物理、微分方程等5门课程。讲授量子力学期间(2年),他的学生在北京工业大学,吉林大学、高能所(理论)、哈工大、北大等院校研究生量子力学入学考试获得了第一名成绩。受聘吉林大学物理学院,给其研究生连续讲授4年量子场论,受聘哈工大,给其博士生讲授1年量子场论,受聘原长春物理所(已与长春光机所合并)为博士生讲授一年高等量子力学。

  新时代的“工匠精神”不仅仅体现在对手工制作的精益求精,也体现对科学真理坚持不懈的追求上。高校教师的“工匠精神”体现在工作中保持一颗纯碎的教育心,持之以恒的科研精神、诲人不倦的工作态度、培养独立思考的创新意识上。陈世浩教授通过对“工匠精神”的传承和发扬,几十年来始终如一,锲而不舍地致力于物理前沿基础理论研究,在多个领域取得了值得重视的成果;在教学上,自始至终,严肃认真,一丝不苟,取得了较好的效果。

(责任编辑:张楠)

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