势垒区域的薛定谔方程和量子力学零点能的讨论

报告题目：势垒区域的薛定谔方程和量子力学零点能的讨论
报告时间：2021年4月16日（星期五）上午10:30-11:30
报告地点：物理学院LE201

报告人：王怀玉（清华大学物理系教授）

邀请人：胡自翔

报告摘要：

粒子的隧道效应是量子力学教科书上要介绍的基本内容之一。隧道效应也称为势垒贯穿，是指具有能量E的粒子可以经过势能为V，且E<V的区域。量子力学教科书上计算了粒子遂穿经过方势垒后的透射系数。可是，这样的计算结果并没有实验上的定量验证。这也说明，薛定谔方程在E<V的区域是否适用，没有实验上的定量验证。而且，薛定谔方程在E<V的区域是否正确，也没有人从理论严格推导过。我们从理论上严格推导了在E<V的方程的形式。由于在这一的区域，动能是负的，这个推导得到的方程称为负动能薛定谔方程。我们将讲述负动能薛定谔方程的物理含义。由于简谐振子势场含有E<V的区域，我们重新求解了简谐振子问题，对于零点能的概念进行了讨论。当粒子的波函数可以分布在整个空间中时，粒子是可以静止的，这即不违反波粒二象性，也不违反不确定关系。

报告人简介：

清华大学物理系教授。

中国科学技术大学77级，1982年获理学学士学位。1985年在中科院上海冶金研究所获硕士学位。1990年在北京大学物理系获博士学位。

2000年之前在山东省烟台大学物理系工作。2000年以后在清华大学物理系工作。

科研方面，主要有两方面。在材料的基本磁性的研究方面，利用多体理论研究了海森堡磁性系统的磁学，包括多晶材料，薄膜材料，纳米材料。发展了计算三分量磁化强度和内能的公式。理论上提出了在居里温度以下两个反铁磁相之间的相变，指出实验上如何实现这一相变的可能性。此外还有对铁电材料铁电操控机制、对量子点输运等方面的研究。在近场光学的研究方面，透彻理解亚波长金属狭缝内的光传播机理，设计各种单透器件，对于被认为是负折射成像的一个实验，给出了理论解释。

发表论文约一百五十余篇。独自出版教材六本，其中英文两本。获清华大学优秀教材二等奖一项，优秀教材一等奖一项，北京高等教育精品教材奖一项，山东省教委科技奖七项，均独自。承担自然科学基金面上项目两项，参加973项目和国家重点研发项目三项。

曾到瑞典、美国、俄罗斯、捷克、以色列、马耳他、土耳其、英国、德国等国进行学术交流研究和参加国际学术会议。到台湾中研院合作交流。

目前正在做如下方面的研究：量子力学基本方程的改进，暗物质的理论，暗能量的理论，热力学过程不可逆性的微观机理的探讨。