可能的新物質相（二）：重力學的類比
蕭維翰

連結：可能的新物質相（一）：靜電學的啟示

中子星合併示意圖，而這個過程釋放出的重力輻射至少是四極的輻射。photo credit: wikipedia

在＜可能的新物質相（一）＞，筆者用極簡的篇幅敘述了物理學家們對於物質的「相」的研究近況，並且指出近年來有許多模型超出了現有物質相分類的框架。更甚者，我們集中了精神在討論一種被稱為「fracton」的準粒子。為了讓大家透過較熟悉的物理知識去理解這個新穎的課題，我們花了一些篇幅複習高三 / 大一靜電學。

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可能的新物質相（一）：靜電學的啟示
蕭維翰

冰的結晶。photo credit: wikipedia

這個開頭已經老套得讓筆者有點羞愧，然而，我還是必須重申，對於物質的「相」（phase）的可能性一直是固態、凝態物理學家所在意的大課題之一。或許對於一般讀者更重要的事情是，這類研究的起源是與生活息息相關的。最簡單的例子包括回答冰與水之間的差異、鐵和磁鐵間的區別。從而也不難想像，這類從生活中獲得許多提示的問題，遠在 1930 年代，便有蘭道（L.D.  Landau）[1] 等大人物解決了。 Continue reading →

南部加法規則：希格斯粒子、NJL 模型、超流體氦與BCS超導體（下）
蕭維翰

連結：南部加法規則：希格斯粒子、NJL 模型、超流體氦與BCS超導體（上）

南部陽一郎（なんぶよういちろう）在研究 BCS 、NJL、與費米超流氦的質量光譜後，提出了模型中費米子質量與玻色子質量應該滿足的關係，這就是南部的加法規則。

 在上文中我們花了一些篇幅複習關於超導體與希格斯物理的一些歷史，闡述了粒子物理學家南部陽一郎為何投入超導體問題的研究，並如何利用他在過程中所掌握的精髓反饋到核物理的研究，以超導體 BCS 模型為原型，提出 Nambu-Jona-Lasinio （NJL）模型。 Continue reading →

南部加法規則：希格斯粒子、NJL 模型、超流體氦與BCS超導體（上）
蕭維翰

超導體與粒子物理間典範借用的故事一直為人所津津樂道，這次我們就來談談在當初主線歷史外的一個支線任務。

當初在大強子對撞機捕獲希格斯粒子的候選事件。 photo credit: wikipedia

大抵是太多高能物理學家們的辦公室門口仍舊貼著大強子對撞機在 125 GeV 偵測到的漣漪，削弱了筆者對時間的敏感。今日提筆才驚覺那已是 6 年前的事件。我猜關於希格斯粒子的「世俗面向」的來世今生，已經透過各種科普文獻，而廣為讀者所知。筆者同時也估計， BCS 超導體的故事，甚至物理機制，也或多或少在科普講座被宣傳給世人。 Continue reading →

我猜牛頓是這樣得到第三運動定律
行政院科技部科技顧問／瑞典林雪平大學榮譽教授 趙光安

前言

我在高雄中學高中三年級的物理課是從力學開始：牛頓萬有引力定律，牛頓的三個運動定律，虎克定律，… 等等。我曾經自創一個“表面粗糙模型”，應用牛頓第二運動定律，推導出來虎克定律，於是更想知道牛頓是如何發現這些重要定律。雖然我是茫無頭緒，我的物理老師胡宇平也不能給我答案，他卻鼓勵我不要放棄。

過去幾十年中，斷斷續續的偶爾想到這回事。來到歐洲以後，得利於天時、地利、人和，終於摸索出一些頭緒。 Continue reading →

從牛頓的時代背景探索第二運動定律（上）
行政院科技部科技顧問／瑞典林雪平大學榮譽教授 趙光安

前言

牛頓的萬有引力定律及三條運動定律，都和「力」關係密切。因此，如果我們要討論牛頓創立的古典力學，應該先釐清，在牛頓之前，「力」的觀念是什麼？到了牛頓的時代，「力」的定義又是什麼？如果不明白「力」的定義，我們還是可以機械式的把牛頓力學「應用」到各類問題上，但是很難「認識」牛頓力學的根源。 Continue reading →

從牛頓的時代背景探索第二運動定律（下）
行政院科技部科技顧問／瑞典林雪平大學榮譽教授 趙光安

連結：從牛頓的時代背景探索第二運動定律（上）

牛頓給力一個定義：第二運動定律

在伽利略和牛頓的時代，數學工具只有幾何、三角、和代數，物理知識也僅限日常生活中有系統的觀察，及少數的實驗結果。用現代的標準來衡量，伽利略和牛頓頂多只有國中畢業的程度。如果我們用現代的數理常識背景來解答三、四百年前的問題，那就是「事後有先見之明」了。雖然和「力學」有關的量測，伽利略得到的數據被推崇是權威性，然而他的「力學」實驗幾乎全部是基於物體的直線運動。在這個時代背景下，牛頓建立的理論，是從「一維系統」開始，然後才推廣到「三維空間」。因此，我們也從直線運動開始，試試看能否經歷一趟牛頓的思路。 Continue reading →

經濟物理簡介（下）(Introduction to Econophysics (II))
國立中央大學物理所 余韋德

承上篇，文末已告知巴楔利耶的模型有瑕疵，因為按照巴楔利耶的觀點來看，當經過的時間越久，股價就有可能成為負值，但真實情況顯然不是這樣，因為不論股票怎麼跌，股價頂多只會越來越接近0而已，絕對不可能變成負的，所以美國科學家奧斯本 (Matthew Maury Osborne, 1916-2003) 修正了巴楔利耶的模型，他提出投資報酬率 (rate of return) 才會呈現常態分佈 (normal distribution)（圖一）。 Continue reading →