Sahoo物理附件2.docx
《Sahoo物理附件2.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Sahoo物理附件2.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
Sahoo物理附件2
申报领域2
申请类别B
新世纪优秀人才支持计划
申请书
申请人：
B．K．Sahoo
专业技术职务：
教授
所在学校：
KernfysischversnellerInst.
[荷兰]
通讯地址：
Zernikelaan25，9747AA，Grounigen荷兰
联系电话：
0031563633559
申请日期：
2009.9.1
主管部门：
工业和信息化部
中华人民共和国教育部制
填写说明
一、编写前要仔细阅读《新世纪优秀人才支持计划实施办法》。
二、编写要严肃认真、实事求是、内容翔实、文字精炼。
三、申请类别分为：
A类国内申请人；B类海外申请人。
四、“申报领域”包括：
1.数学；2.物理；3.化学；4.化工；5.农业；6.林业；7.电子科学技术；8.计算机与通讯；9.生物与基础医学；10.医疗卫生与临床；11.药学；12.中医药；13.能源；14.资源；15.环境；16.传统材料；17.新材料；18.先进制造；19.管理科学与工程（含工商管理）；20.哲学、马克思主义、思想政治理论教育；21.经济学；22.法学；23.政治学、社会学、民族学；24.教育学、心理学；25.语言学、文学、新闻传播；26.历史学；27.艺术学、体育学。
每份申请书选填其中之一。
请在申请书、申请人清单上注明申报领域的具体类别，如“语言学、文学、新闻传播（文学）”。
五、“专业技术职务”指受聘的专业技术工作岗位，如教授、副教授、研究员、副研究员等。
六、如无特殊说明，本表各栏不够填写时，可自行加页。
七、申请书页面用A4纸，于左侧加软封面装订成册（请不要用塑料封面或塑料文件夹）。
申请材料（包括附件）一般不超过40个页码。
一、简表
申请人
姓名
BKSahoo
性别
男
民族
印度
出生年月
1977－05
专业技术职务
研究人员
行政职务
最终学位及授予国家或地区及学校
IndianInstituteofAstrophysics,印度
研究方向
原子分子物理
电子邮箱
B.K.Sahoo@rug.nl
所在工作单位
（院、系、所、实验室、中心）
KerfysischVersnellInstituut
通讯地址及邮编
Zernikelaan25,9747AAGroningen{荷兰}
联系电话
0031503633559
传真
0031503634003
手机
个人简历︵自大学填起︶
起止年月
地点
学习、工作单位
任职
2000年1月-2005年9月
1997年9月-1999年8月
1994年8月-1997年5月
印度
哲学博士:
原子物理，IndianInstituteofAstrophysics
理学硕士：
粒子物理，UtkalUniversity,印度,
理学学士：
，Nayagarhcollege
主要学术任职
二、主要教学和科研工作经历
研究人员：
项目主持人（PI），KernfysischVersnellerInstituut（KVI）,RuGUniversity,Groningen,荷兰，2008年10月-2011年10月
博士后：
FOM奖学金，KernfysischVersnellerInstituut（KVI）,RuGUniversity,Groningen,荷兰，2008年3月-2008年10月
博士后:
Max-PlanckInstituteforthePhysicsofComplexSystems,Dresden,德国,2006年4月-2008年3月
访问学者：
DAAD奖学金:
GSI,Darmstadt,德国，2004年6月-2006年3月
哲学博士:
原子物理，IndianInstituteofAstrophysics,印度,2000年1月-2005年9月
理学硕士：
粒子物理，UtkalUniversity,印度,1997年9月-1999年8月
理学学士：
优等毕业生，Nayagarhcollege,印度,1994年8月-1997年5月
三、目前正在承担的主要科研任务（不超过10项）
项目编号
项目名称
经费（万元）
起止年月
负责或参加
项目来源
1
Atomicparityviolationasahigh-precisiontestoftheunifiedelectroweaktheory
208,000欧元
2008-2011
负责
四、近五年主要创新成果、创新点及其科学意义、经济社会效益，国内外同行评价（需附相关证明复印件）
候选人博士学位课题是“原子中的宇称不守恒的耦合集团理论”。
在这期间，他发展了能同等处理弱相互作用和电磁相互作用的一套崭新理论，并把它结合到原子波函数的构造之中。
这是一项非常重要的贡献；因为我们已经知道如果将高精度的计算（需要波函数）与原子物理的精密测量结合起来就能导出关于基本粒子物理的信息，并能由此进一步验证著名的粒子物理标准模型（SM）。
目前有多种方案测量一个单一的激光冷却与囚禁的离子。
西雅图的华盛顿大学进行了关于Ba+的验证原则（Proof-of-principle）的实验。
作为他的理论的一个应用，候选人计算了137Ba+的相应的物理量，所取得的精度在1%之内（Sahooetal,Phys.Rev.Lett.96,163003（2006））。
目前荷兰KVI的物理学家们运用同样的离子冷却原理正在对Ra+进行宇称不守恒的实验。
在候选人的指导下，KVI的博士生L.Wansbeek应用候选人的理论对这个离子进行了理论计算，并得到了初步的结果（Wansbeek,Sahooetal.,Phys.Rev.A（RapidCommunications）78,050501（2008））。
为了探索标准模型之外的新物理，候选人领导的理论小组目前正在进行新的计算，力图使精度达到1%。
结合实验测得的光移比（lightshiftratio），候选人提出了一套精确估计实验上未知的电偶极矩矩阵元的理论（Sahooetal,Phys.Rev.A79,052512（2009））。
这些结果对于研究原子的宇称不守恒和原子的电偶极矩（EDMs）是非常重要的。
结合TI原子中的EDM实验值，候选人还用他的理论计算了标量-赝标量耦合系数（Sahooetal,Phys.Rev.A（RapidCommunications）78,010501（2008））。
这是目前为止最精确的限定值，它的不为零表明有可能存在标准模型之外的新物理（标准模型的预言值是零）。
粒子物理学家将在不远的未来根据候选人的预言值来推测关于粒子物理的重要信息。
候选人最近还定出了由于原子内部电子的内禀EMD所导致的增强因子（enhancementfactor）。
这将对粒子物理的深层次的理解提供更多的线索（Nataraj,Sahooetal,Phys.Rev.Lett.101,033002（2008）;Mukherjee,Sahooetal,arXiv:
0904.4773（2009,submitted））。
候选人在原子物理和原子核物理的交叉领域做了一些重要的工作，特别是用原子多体理论计算了数种原子核的四极矩（87Sr,Phys.Rev.A73,062501（2006）;43Ca,arXiv:
0811.3069（submitted））。
目前他正在计算不同原子核的同位素移动，用来确定这些原子核的电荷分布半径。
这些工作与在德国核物理中心GSI所进行的实验是密切相关的。
候选人最近提出了一个精确计算原子极化率的新方法（B.K.Sahoo,Chem.Phys.Lett448,144（2007））并成功地推广到原子的长程相互作用力的计算，这对冷原子的实验有重要的应用（Wansbeek,Sahoo,etal,Phys.Rev.A78,012515（2008））。
候选人近年来还计算了许多在原子钟实验的误差预算（errorbudgets）中有重要应用的物理量（B.K.Sahoo,Phys.Rev.A（RapidCommunications）74,020501（2006）;C.Suretal,Phys.Rev.Lett.96,193001（2006）;Sahooetal.Phys.Rev.A（RapidCommunications）76,040504（2007））。
根据候选人理论所设计的测量原子钟光学频率的实验正在荷兰的KVI进行。
候选人对实验的品质因子进行了理论上的分析。
他的计算表明，一个品质因子小于10-17的原子钟是可实现的。
候选人的计算表明，88Sr+原子钟频率的误差预算是能够进一步减小的。
五、近五年重要论著及被引用情况（不超过10篇、部，其中5篇学术代表作附复印件；人文社会科学被引情况仅限CSSCI）
论文、专著名称
年份
学术期刊或出版社名称
（影响因子）
卷（期）
页
作（著）者名次
引用次数
Relativisticcoupled-clusterstudiesofionizationpotentials,lifetimesandpolarizabilitiesinthesinglychargedcalcium
2009
Phys.Rev.A（2.893）
79
052511
1
0
AtomicelectricdipolemomentsfromHiggsBosonmediatedinteractions
2008
Phys.Rev.A（RapidCommunication）（2.893）
78
010501
1
3
IntrinsicElectricDipoleMomentsofParamagneticAtoms:
RubidiumandCesium
2008
Phys.Rev.Lett.
（6.944）
101
033002
2
0
Atomicparitynon-conservationinRa+
2008
Phys.Rev.A（RapidCommunication）
（2.893）
78
050501
2
2
AccuratedeterminationofgroundstatedipoleandquadrupolepolarizabilitiesinMg,Ca,BaandYb
2008
Phys.Rev.A
（2.893）
77
062516
1
1
InvestigationsofRa+propertiestotestpossibilitiesofnewopticalfrequencystandards
2007
Phys.Rev.A（RapidCommunication）
（2.893）
76
040504
1
5
Enhancedroleofelectroncorrelationinthehyperfineinteractions
in2D5/2statesinalkaline-earth-metalions
2007
Phys.Rev.A
（2.893）
75
042504
1
0
RelativisticCoupled-ClusterTheoryofAtomicParityNonconservation:
Applicationto137Ba+
2006
Phys.Rev.Lett.
（6.944）
96
163003
1
16
LifetimesofthemetastableD3/2,5/2statesinCa+,Sr+andBa+
2006
Phys.Rev.A
（2.893）
74
062504
1
10
ElectricQuadrupoleMomentoftheDStatesofAlkaline-Earth-MetalIons
2006
Phys.Rev.Lett.
（6.944）
96
193001
3
10
六、近五年授权发明专利及转让情况（附授权专利证书复印件）
专利名称
授权专利号
年份
授权国家或地区
本人名次
经济效益（万元）元）
七、近五年获奖目录（限填国际学术性奖励、国家级科研或教学奖励以及省部级科研成果一等奖以上或者相当的奖励，并附证书复印件）
获奖项目名称
奖励类别（等级）
授予单位
获奖时间
本人排名
八、获资助后拟开展的主要研究内容、关键科技问题及预期成果
1．用原子物理方法探索粒子物理标准模型之外的新物理
我（候选人）将对实验物理学家感兴趣的多种原子体系（中性的和带电的）开展宇称不守恒（PNC）和电偶极矩（EDM）的精密计算。
由中性弱流产生的原子PNC以及由于宇称（P）和时间反演（T）对称性破缺所导致的原子的EDM是两个探测粒子物理标准模型（SM）之外的新物理的重要手段。
根据CPT定理，T的破缺隐含着CP的破缺。
所以，对原子EDM的研究将为我们理解CP破缺的起源提供非常重要的线索。
目前一般的共识是，粒子物理的标准模型仅仅是寻求自然界中相互作用的大统一理论的一个过度理论。
对于标准模型，一个人们常常提起的问题是，由此模型所预言的Higgs玻色子是否最后能在自然界中被发现。
类似的问题还有，为什么自然界中只存在3代夸克？
如何通过不同的CP破缺来解释物质-反物质不对称性以及耦合常数θQCD？
目前存在的其它一些理论包括大统一理论（GUT）和超对称理论（SUSY）。
这些理论包含丰富的物理内容，并能给出许多重要的预言。
现在国际上有一系列实验正在寻找标准模型之外的新物理存在的证据，其中绝大部分实验是基于高能加速器的，但也有些是基于非加速器的低能实验。
如果将高精度的PNC和EDM实验与我们的相对论多体理论的精密计算结合起来，就能导出有关物理量，并用它们来探索标准模型之外的新物理。
2．P和T破缺的相互作用
由P和T对称性破缺引起的原子EDM能为我们寻求标准模型之外的新物理提供重要的信息。
一般来讲，它能为解释轻子、半轻子以及强子的CP破缺的根源提供重要的思路，并能揭示支持各种超对称模型的物理机制。
原子的EDM来源于（i）电子的内禀EDM;（ii）核子的内禀EDM或破坏T和P对称性的核子-核子相互作用；（iii）T和P对称性破坏的电子-核子相互作用。
具有相反宇称态的简并体系，它们可以有永久的EDM，但这并不是由于T和P的破缺所导致的。
对于闭壳（closedshell）抗磁原子，例如Hg和Ra，它们具有不为零的核自旋，并对核子的CP破缺以及T和P破缺的张量-赝张量电子-核子相互作用很敏感。
另一方面，开壳（open-shell）顺磁原子则对于电子的EDM以及T和P破缺的标量-赝标量电子-核子相互作用很敏感。
到目前为止，最精确的EDM实验结果是对于闭壳的Hg以及对于开壳的Tl原子。
从1980年代起，有一些应用原子多体理论计算原子EDM的工作。
然而我的重要贡献是，近年来我发展了一套崭新的相对论多体理论并用于EDM的计算。
特别是在这套理论中，它能计算单价原子体系EDM（Da）与标量-赝标量耦合常数（Cs）的比值，并且成功地运用到Cs原子和Tl原子中去，所得到的精度分别是0.5%和3.33%。
把我们的计算结果和实验结果相结合，我们得到了关于Cs和Tl原子的标量-赝标量的耦合常数CS=2（7）*10-6andCS=1.0（18）*10-7。
对于Tl的这个新限度（newlimit），它大大刷新了已有的文献结果，并有可能由此提炼出关于标准模型以外的物理的丰富信息，特别是在Higgs领域（Higgssector）。
应用类似的方法，我们还计算了在Rb和Cs原子中的由于电子的EDM所产生的增强因子。
因为P和T破缺的相互作用哈密顿量与Z3成正比，对于越重的体系，这个效应就越大。
根据这个观点，较重的原子比较适合于EDM的研究。
目前已建议开展的实验是关于Yb，Fr,和Ra原子。
虽然我们的方法可以直接应用到这些原子EDM的计算中去，但是为了达到更精确的结果，我们还需要把三重和四重激发的效应以及高阶相对论和QED修正包括进去。
这些工作的开展需要人力和计算资源。
3．中性弱流相互作用所导致的PNC
原子体系中的宇称不守恒产生于原子核和电子的中性弱相互作用。
对于光旋转M1振幅或由Stark效应所诱导的电偶极跃迁振幅这两种因素所导致的宇称不守恒电偶极跃迁振幅，将高精度的实验结果和我们的理论计算结合在一起，就能定出弱相互作用荷Qw，并与标准模型中的对应值进行比较，这将是很有意义的。
如果理论和实验结果有差异，那么将有可能存在标准模型以外的新物理。
目前最精确的原子PNC数据是从Cs原子的6s2S1/27s2S1/2跃迁得到的，实验和理论精度分别是0.35%和0.5%，与标准模型的差别是1个标准误差（1σ）。
在早期的原子PNC以及最近核物理中的PNC的研究中，人们感兴趣的是有效弱混合角θW以及它在不同能量标度下的变化。
从Cs的PNC研究所得的结果与其它结果很接近，而未来的研究有可能将其精度进一步提高。
更进一步说，原子的PNC的工作除了检验θW变动值以外还能探索更多的新物理。
从精确的Cs原子PNC所得的结果可以和基于加速器的高能物理结果进行比较。
除了Cs以外，我们确实需要考虑其它的能产生精确的原子核弱相互作用荷的候选原子。
在这方面，一个观察Ba+中6s2S1/25d2D3/2跃迁并探测PNC的特别重要的实验已被提出，所用的技术是离子的囚禁和激光冷却。
对于这个跃迁，我们应用相对论耦合集团方法（RCC）计算了PNC电偶极矩振幅，精度达到1%以内。
在最近的一项工作中，我们还用我们的理论计算了Ra+中的7s2S1/26d2D3/2的PNC电偶极矩振幅，精度在3%左右。
事实上，在StonyBrook，一项测量Fr原子的PNC振幅的实验正在进行之中，所用的实验技术类似于Cs原子的PNC实验。
用我们的理论完全能够更高精度地计算Fr原子中的电偶极矩振幅。
由于Ba+和Ra+的PNC实验正在进行之中，对于我们来说，一个紧迫的任务是发展比目前现存的理论更为精确的多体方法。
因为Ba+和Ra+是属于比较大的原子体系，现存的理论已经无法用来高精度地计算它们的PNC电偶极矩振幅。
基于计算资源的限制，我们对自己所发展的方法做了单激发和双激发近似。
原则上，为了得到精确的结果，更高激发项贡献，特别是三激发项和四激发项的贡献，将成为必要的。
这就需要一定的人力资源以及大型的计算设备。
另一方面，在同一个近似水平上，幺正的RCC（URCC）方法原则上包括高激发项的贡献。
但是，在求解集团振幅方程时我们将面临一个无法截断的无穷级数。
但是我们可以用Bernoulli系数来表达这个无穷级数而使它收敛的更快。
因此，高激发项的贡献也能被包括在我们的计算之中。
根据这个步骤，我将对上面提到的Ba+和Ra+的计算进行实质性的改进，并对Fr原子进行高精度的计算。
无论如何，我们必须考虑完整的三重激发甚至更高的激发，这样才能不至于漏掉一些敏感的重要贡献。
为了实现这个目标，我们必须发展巧妙的方法，像量子化学中的字符算法（stringalgorithm），并用在具体的计算中。
4．由原子核anapole矩所导致的宇称不守恒
导致宇称不守恒的另一个重要来源是原子核的anapole矩，它通过电磁相互作用与原子中的电子产生作用。
我们可以认为原子核的anapole矩是破坏宇称的原子核磁矩。
虽然Wieman小组宣称已在Cs原子中观察到了anapole矩，但他们的数据与原子核的PNC数据不一致。
独立于核自旋的中性弱流相互作用以及核的anapole矩都将导致原子的宇称不守恒。
然而，原子核anapole矩诱导的原子PNC可以通过适当选择的原子跃迁确切地被测量出来，当然所选择的跃迁必须禁闭由中性弱流相互作用所导致的PNC。
根据这个想法，一个用以观察Ra+离子中7s2S1/26d2D5/2跃迁的实验被提议在印度的IndianAssociationfortheCultivationofScience开展，实验的目的是测量此原子中由anapole矩所诱发的PNC。
这是一个禁闭由中性弱流相互作用所导致的PNC的实验。
为了达到实验目的，最好计算有关的PNC物理量，并使其误差在1%之下。
事实上，对于Fr原子的PNC来说，我们也需要类似的研究。
与交换Z0波色子诱导的PNC不同,由anapole矩所产生的PNC相互作用涉及到电子与核自旋的耦合，从而使精确计算变得更为复杂。
我将进一步发展相对论耦合集团方法并用于这种耦合相互作用的计算。
结合实验结果我们就能探索原子核中宇称破坏的重要物理意义。
5．另外一些课题
另外一些我所感兴趣的课题包括原子物理在天体物理中的应用，相对论多体理论在原子钟方面的应用，原子核物理与原子物理交叉领域中的问题，发展适用于分子和集团体系的相对论多体理论，超冷原子和分子的量子相变，以及计算物理中的方法。
九、经费预算
开户单位名称
哈尔滨工业大学
开户银行帐号
3500040109008900513
预算支出科目
金额
（万元）
预算根据
1.科研业务费
测试/计算/分析费
12.0
计算机费用
能源/动力费
3.0
会议费/差旅费
9.0
国际国内学术会议
出版物/文献/信息传播事务费
5.6
包括复印、图书、网络、出版物
合计
29.6
2.试验材料费（哲学社会科学田野调查费）
原材料
2.0
计算机耗材
实验室改装费
2.0
购买实验室所需的设备
仪器设备费
3.6
购买计算机两台、笔记本电脑一台、
合计
7.6
3.协作费
劳务费
3.3
参加该项目研究生劳务费
合计
3.3
4.国际合作费
出国合作交流
4.5
境外专家来华合作交流
5.0
合计
9.5
总计
50.0
十
升级会员 