过去的讨论会扬声器

2021年秋季

协调粘附与排斥:细胞如何使用聚合物刷来编排生命

Jennifer E. Curtis，佐治亚理工学院物理系副教授
2021年11月18日(星期四)下午4:30

多细胞生物依靠可逆的粘附来协调细胞的运动和组织。迄今为止，组织物理学主要集中在细胞之间的分子粘附和整个组织的力的平衡。在这次演讲中，我将介绍一种重要但被忽视的物理机制，细胞可以利用它以可控的、动态的方式破坏或削弱细胞粘附。这种控制的核心是细胞快速挤出巨型糖聚合物的能力，在细胞界面形成聚合物刷状结构。我将展示实验，证实这种压缩刷(糖萼)产生的斥力在很大程度上改变了细胞的粘附状态。然后，我将展示我们如何劫持细胞的糖萼酶促机制，以生成一种新型的超厚聚合物刷，以及我们如何使用这些可调刷作为模型系统，系统地探索糖萼对粘附细胞施加的力。加上我们从其他生物物理实验中得到的证据，这些实验清楚地表明，糖酶可以将聚合物推入狭窄的空间，机械地驱动细胞变形。鉴于在从胚胎发生到突触发生等需要黏附调节的生物事件中观察到的糖萼合成上调，我将得出这样一个假设:在细胞界面控制甜但排斥的聚合物的表达可能在多细胞生物的组织组织和调节中发挥重要作用。

微生物种群的进化动力学:来自DNA测序和统计物理学的见解

本杰明H好
斯坦福大学应用物理学助理教授
(最佳线上娱乐斯沃斯莫尔2010;物理与数学专业
2021年10月29日，星期五，下午12:45,SC 199

在迷人的生物学背后，进化是由描述突变如何在种群中产生和传播的统计过程控制的。现在可以实时观察病毒和细菌快速繁殖的过程。在这次演讲中，我将展示物理学的概念和方法(例如随机游走)如何帮助我们理解这些令人兴奋但违反直觉的新数据。我将描述我们最近的一些努力，以衡量居住在人类肠道的复杂微生物群落内正在进行的进化。如果时间允许，我将展示简单的生物物理模型如何帮助我们理解这些“宏观”动力学是如何从大肠的微观生长过程中产生的。

寻找另一个地球

Suvrath Mahedevan，宾夕法尼亚州立大学
2021年10月1日，星期五，下午12:45

现代天文光谱仪在探测类太阳恒星周围的地球质量行星的特征时，已经达到了极高的灵敏度，并且已经可以探测M矮星周围的此类行星。在这次演讲中，我将讨论使用多普勒径向速度技术进行这些困难的测量所面临的挑战，以及这些仪器在寻求更严格控制环境参数和提高测量精度时设计的演变。一系列的新技术，如稳频激光梳、低漂移标准具和对探测器的更深理解，使径向速度测量的精度达到了一个新的水平，同时也说明了新的挑战。我将使用我们已经建立的两个这样的仪器(HPF和NEID)，来说明潜在的物理和测量挑战。然后我将讨论恒星本身如何成为剩余的挑战，以及磁驱动过程如何产生“恒星活动”噪声，从而伪装成行星，混淆它们的探测。我将着重介绍一些社区正在探索的缓解这种情况的途径——以我们的恒星太阳为向导。

如果时间允许，我还将描述波束整形扩散器现在如何使空间质量的地面光度测定法成为可能，以帮助光度跟踪和确认凌日系外行星，以及精确光谱学和光度测定法的结合是如何揭示行星特性的必要条件。

天空中不那么完美的时钟的多波长研究

娜塔莉亚·莱万多夫斯卡，斯沃斯莫尔学院最佳线上娱乐
2021年9月17日，星期五，下午12:45

脉冲星是高磁化和快速旋转的中子星。它们是超新星爆炸的恒星残骸，超新星爆炸发生时，一颗大质量恒星耗尽了内部核聚变的所有成分，并在引力的影响下坍缩。脉冲星的直径约为7英里，质量约为太阳的两倍。它每秒旋转几次，其磁场强度是地球磁场的万亿倍。随着脉冲星的老化，它会发出从无线电波、可见光到伽马射线的电磁辐射。它的旋转使来自这样一颗恒星的辐射以脉冲的形式在地球上被接收(类似于来自灯塔的射线)。脉冲星的规律性就是一些脉冲星经常被称为天空中的时钟的原因。一小群脉冲星甚至在规律性方面与原子钟竞争。

在本次演讲中，我将概述脉冲星的多波长观测，脉冲星也显示出一种不规则的发射形式，称为射电巨脉冲。巨脉冲是一种神秘的无线电发射形式，目前只在少数脉冲星中观测到。我将概述我们如何在其他波长研究它们，如光学、x射线(使用中子星内部成分探测器，或更好)和伽马射线(使用成像空气切伦科夫望远镜和像费米- lat这样的卫星)，以及这类研究可以揭示它们潜在的发射机制。

2021年春季

线强度映射:精密时代的建模与分析

Anthony Pullen，纽约大学
2021年4月30日，星期五，下午1:30

在这次演讲中，我将讨论我们为提高即将到来的线强度映射(LIM)科学的建模和分析精度所做的努力。我将介绍我们的工作构建现实的，多线LIM模拟和预测他们如何可以提高LIM星系和宇宙学科学。此外，我将讨论EXCLAIM的工作背景，这是一个将绘制CO和[CII]排放的LIM气球调查．

我们邀请您在Zoom问答环节之前观看这个预先录制的研究演讲。

这个演讲可以在这里找到视频链接．

2020年秋季

注意:今年秋天的会谈是远程的-通过Zoom -并开放给Tri-Co社区的任何人。

超导纳米线单光子探测器:物理与应用

艾玛·沃尔曼(2009年)，美国宇航局喷气推进实验室
2020年11月13日，星期五，下午1:30 - a讲座录像现在是可用的

超导纳米线单光子探测器(snspd)能够探测到波长从紫外到中红外的单光子。snspd的检测效率超过95%，定时分辨率低于10 ps，暗计数率低于1e-3次/秒。这些特性使snspd成为从量子力学基础测试到深空激光通信等应用的首选探测器。在这次演讲中，我将描述snspd的工作原理，并给出一些应用实例。我将特别关注喷气推进实验室开发的SNSPD阵列，用于深空光通信和中红外天文学。

脉冲星计时阵列:引力波宇宙打开的下一扇窗

康涅狄格大学的Chiara Mingarelli说
2020年10月7日星期三下午4:30通过Zoom注册加入

星系合并是星系形成和演化的一个标准方面，大多数(可能是所有)大型星系都包含超大质量黑洞。作为合并过程的一部分，超大质量黑洞应该螺旋状聚集在一起并最终合并，产生纳米到微赫兹范围的引力辐射背景。一组精确计时的脉冲星分布在天空中，可以形成一个纳赫兹波段的银河级引力波探测器。我描述了目前发展和扩展脉冲星计时阵列概念的努力，以及最近国际上限制超大质量黑洞合并中心天体物理现象的努力所产生的限制。

2020年春季

用宇宙微波背景测量测试暴胀和约束宇宙论

吉米·吴，芝加哥大学
2020年2月11日，星期二，下午4:30，科学中心199

暴胀——宇宙经历了一段快速加速膨胀的时期——是描述最早时刻的主要模型，它一般预测了原始引力波背景，在宇宙微波背景(CMB)的极化中产生b模分量。对这种b型特征的测量将为暴胀的范式提供重要的支持。然而，观测到的B模也包含一个来自原始E模引力透镜的分量，这可能会掩盖对原始B模的测量。通过一种叫做“delensing”的技术，我们减少了b模测量中由透镜组件产生的不确定性。在这次演讲中，我将介绍目前BICEP/Keck数据的去磁工作的最新进展，使用的数据来自南极望远镜(SPT)和普朗克卫星。这种分析将加强对原始引力波振幅的约束，通过张量-标量比参数化r这与膨胀的能量规模有关。对于接下来的分析，有效的去噪依赖于CMB透镜质量图的高信噪比测量。我将展示目前最先进的CMB透镜测量方法SPTpol数据，它推论出的宇宙学约束，以及它与delensing的相关性。然后，我将讨论使用当前和下一代CMB实验的新数据/模拟来制作透镜质量图的持续努力和新方法。在讨论了相关的挑战和机遇之后，我将以对约束的展望作为结束r在这十年。

2019年秋季

观察行星形成

肖恩·安德鲁斯，史密森天体物理天文台和哈佛大学
2019年11月20日，星期三，下午4:30，科学中心199

行星系统在环绕年轻恒星运行的气体和尘埃盘中形成。在过去的几年里，对附近恒星形成区圆盘的高角度分辨率观测已经开始发现行星形成时代的一些关键特征。本次演讲将主要聚焦于我们对圆盘物质在少数天文单位空间尺度上的分布的了解，主要基于阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的最先进测量，以及相应的对行星系统的组装和早期演化的影响。

蛇的胃:嘴功能和水螅再生动力学的物理学视角

伊娃-玛丽亚·柯林斯，斯沃斯莫尔学院最佳线上娱乐
2019年11月15日，星期五，下午12:30，科学中心199

水螅以希腊神话中的怪物命名，以其再生能力而闻名。虽然真正的九头蛇只有几毫米小，看起来并不显眼，但它比虚构的生物更有能力从小的组织块或分裂成单个细胞后的细胞聚集再生。从最初几乎一致的细胞球到具有明确的头脚身体轴的动物的自组织过程，提出了有关驱动生物体模式的生化和物理信号交叉的基本问题。

九头蛇在分裂成单个细胞后的自组织特性在40多年前首次被发现。然而，由于现有的研究未能区分不同的驱动机制，在再生过程中是什么驱动细胞分选仍存在争议。通过实验和理论相结合的方法，我们最近解决了这一争论，并表明组织界面张力驱动细胞分选。此外，一旦分选完成或切除的组织块四舍五入，Hydra球就会中空，并经历渗透驱动的形状振荡。这个球体最终打破了形状的对称性，形成一个椭球体，决定了成年息肉未来的头脚极性。提出了形状振荡是对称破缺和成功再生的必要条件。现有的数学模型假设再生水螅球的形状振荡频率的偏移与对称破坏和轴的规范相一致。我的团队最近的工作打破了这一联系，并表明振荡模式并不代表对称性的破坏。相反，振荡模式的改变是口腔功能及其在渗透调节中的作用的直接结果。由于振荡动力学和轴规格之间的联系是当前Hydra再生数学模型的一个关键假设，我们的结果要求我们重新检查驱动模式形成的机制。

宇宙学的危机?

特里斯坦·史密斯，斯沃斯莫尔学最佳线上娱乐院
2019年10月30日星期三，下午4:30，科学中心199

我将总结“哈勃张力”——在推测宇宙膨胀速度的几种不同方法之间存在统计学上的重大分歧——以及我试图寻找解决这种张力的理论模型的休假工作。计划中的空间和地面观测有望揭示这种张力，或者将其确定为与我们的标准宇宙学模型的明显分歧，或者表明我们严重低估了一系列观测的系统不确定性。

平衡的演化:生物学中的软物质物理

艾莉森·斯威尼，耶鲁大学
2019年10月2日星期三，下午4:30，科学中心199

凝聚态物理学关注的是物理理论所预测的物质相之间的相互作用，以及在自然界和实验中物质组织的实现。说到软凝聚态物质，可以说寻找软物质新阶段的最佳实验室是在地球上生命的进化过程中。本次演讲将重点讨论进化系统中软物质理论预测的两种有争议的新物质相的识别，即乌贼晶状体中的“片状胶体”和花粉粒中的“空间调制相”。

2019年春季

宏观晶粒沉积的热效应

Ted Brzinski，哈弗福德学院
2019年4月12日，星期五，下午12:30，科学中心199

1851年，斯托克斯解决了一个球在低雷诺数粘性液体中的运动。花了100多年，直到1961年，布伦纳才确定了两个球体的行为!在接下来的50年里，沉降颗粒分散的集体运动一直是活跃和持续的研究课题。虽然我们已经开发了描述此类系统动力学的经验模型，但自Brenner以来，我们对潜在机制的理解并没有多大提高。最近对沉降数据的元分析显示，沉降速度可以被折叠到一个具有两个不同分支的主曲线上。这一分岔为我们提供了一扇令人兴奋的新窗口，让我们得以了解导致这些系统大块沉降行为的颗粒级相互作用——这是一个150多年来不断形成的谜题!我将详细解释这些结果，并描述正在进行的旨在探索这一新观察结果含义的实验。

卡西尼号土星任务:国际发现之旅的内部人士视角

理查德·弗兰奇，韦尔斯利学院
2019年3月28日，星期四，下午4:30，科学中心181

卡西尼号的土星任务改变了我们对这颗美丽的环形行星和它的卫星随从的理解。与卡西尼任务无线电科学小组组长分享从项目开始到最后几个月近距离探索这个巨大世界的内部人士的观点。

地球自转通过自身磁场产生的电力

如果我们绕着一个永磁体的南北轴旋转，它的轴对称磁场会随着永磁体一起旋转吗?那电磁铁呢?如果轴对称磁场不随旋转的电磁铁旋转，这是否意味着地球通过其内部产生的磁场的轴对称分量旋转?然后发生了什么?由此产生的洛伦兹力可以用来驱动电子绕着电路转，并由地球的旋转动能供电吗?

迈克尔·法拉第在1831年开始提出这些问题。我将回顾自那时以来的发展，得出地球实际上是通过其自身场的轴对称分量旋转的结论。然后我将给出一个简单的证明，证明用这种效应来发电是不可能的。最后，我将演示并探索不可能证明中的一个漏洞。

2018年秋季

为等离子体物理构建开源Python软件生态系统

尼克·墨菲，哈佛-史密森天体物理中心
2018年12月7日，星期五，下午12:30，科学中心199

PlasmaPy是一个新的社区开发的等离子体物理开源Python包。该项目致力于为日球、实验室和天体物理等离子体物理创建一个完全开源的Python生态系统所需的核心功能。在这次演讲中，我将讲述PlasmaPy是如何诞生的。我将讨论我们项目的动机，我们一路走来学到的许多经验教训，以及开源项目中社区的重要性。我将描述我们正在采用的科学计算的最佳实践。最后，我将介绍PlasmaPy的当前功能和正在进行的工作计划。

地球表面是一个软物质物理实验室

道格拉斯·耶罗马克，宾夕法尼亚大学
2018年11月2日，星期五，中午12:30，科学中心199

地球表面是由颗粒-流体混合物的惊人多样性组成的:干到湿，稀到密，胶状到粒状，吸引到排斥颗粒，层流到湍流，稳定到高度不稳定的强迫。这种材料的多样性与相关的应力和应变率的范围相匹配，从快速和灾难性的滑坡到土壤在地质时间尺度上的缓慢松弛。地球物理流动塑造了风景，但也威胁到人类的生命和基础设施。从物理学的角度来看，几乎所有的地球和行星景观都是由“软物质”组成的。然而，地球物理材料通常包含物理中尚未检验过的成分和流动几何形状。我将探索软物质视角如何帮助阐明，甚至预测地球物质及其相关景观的丰富动态。我还强调了一些地球物理流的新现象，这些现象挑战着物理学中更多的基础工作，并希望能够启发它们。

物理学中的问题:它们是什么，物理学家和学生如何构建它们?

安娜·菲利普斯09年毕业于塔夫斯大学
2018年10月25日，星期四，下午4:30，科学中心181

物理学家将表述良好的问题视为知识对象:我们讨论它们，分享它们，并将公开和解决的问题纳入教科书。然而，是什么构成了一个问题，以及问题是如何产生的，这在物理哲学中是一个研究不足的话题。在这次演讲中，我将讨论物理学中一些历史问题的例子。我还认为，制定、阐明和提炼问题的过程是物理学家和各级理科学生探索的中心，并给出了学生制定问题的例子。

由物理系、天文系和教育研究系主办

国家科学基金会和其他联邦科学机构:促进科学进步

Vyacheslav (Slava) Lukin，国家科学基金会
2018年10月4日，星期四，下午4:30在183科学中心(注意时间和房间)

美国国家科学基金会http://www.nsf.gov/)是一个独立的联邦机构，由国会于1950年创立，“旨在促进科学进步;促进国民健康、繁荣和福利;为了保障国防……”国家科学基金会支持科学和工程所有领域的基础研究和教育，通过向近2000所学院、大学和其他机构提供赠款，资金遍及美国50个州。国家科学基金会与美国能源部(DOE)、美国国立卫生研究院(NIH)、美国国家航空航天局(NASA)和其他支持科学研究的美国联邦机构一道，为美国面向任务的研究机构和学术研究和教育机构的基础和早期应用研究提供了支持的支柱。

在本次研讨会中，我将简要介绍美国国家科学基金会的概况，描述NSF支持的一些前沿研究领域，并将留出大量的时间，就美国更广阔的前景和基础科学研究的支持机制进行问答。我的观点将基于我20年的研究经验，从斯沃斯莫尔的物理与天文系开始，经过R1研究型大学，能源部和国防部国家实验室，成为国家科学基金会物理部的项目主任。最佳线上娱乐

接近慢流形、跟踪极端事件和理解多尺度流体动力学的计算方法

杰夫·奥西，贝茨学院
2018年10月5日，星期五，中午12:30，科学中心199

流体动力学和等离子体物理学提出了一系列令人眼花缭乱的问题，在空间和时间上都有非常大的尺度分离。这类问题以湍流为典型，其最大和最小空间尺度之间的因子可达10^12，最快和最慢动力时间之间的因子可达10^13。这些问题和其他许多问题都是用偏微分方程(PDEs)来建模的。我将提出一系列的策略，以准确和方便地解决描述流体和等离子体运动的偏微分方程，以提取物理洞察力对各种各样的系统。我将专注于解决一对地球物理和天体物理问题涉及湍流对流，磁场和旋转。特别地，我将讨论一类叫做直接统计模拟的新模型的应用，它适用于广泛的各向异性流动问题，即一个方向与其他两个方向明显不同的问题。

在此过程中，我还将讨论一个重要但经常被忽视的挑战，即将应用数学的新发现交到各种学科的从业者手中。我将重点介绍Dedalus Project的使用，这是一个灵活的工具包，可以解决我和我的合作者开发的几乎任意的pde。

SSX等离子体风洞的湍流和压缩研究

迈克尔·布朗，斯沃斯莫尔学院最佳线上娱乐
2018年9月21日，星期五，中午12:30，科学中心199

常规流体湍流的特征是随机运动、能量从大尺度向小尺度转移以及最终在分子尺度上的粘性耗散。高导电性等离子体中的湍流由于电动力学的加入、带电粒子的运动以及粘性和电阻耗散的前景而变得复杂。在这次演讲中，我将介绍斯沃斯莫尔学院SSX等离子体风洞的最新成果。最佳线上娱乐我们在SSX中测量了高达100公里/秒的流速，高达100万K的温度和高达0.5 T的磁场。我将讨论旨在理解等离子体湍流中的耗散机制的项目，以及等离子体压缩的物理。

2018年春季

等离子体科学-从实验室聚变到天体物理等离子体

普林斯顿大学等离子体物理实验室的法蒂玛·易卜拉希米
2018年4月20日，星期五，中午12:30，科学中心199

我们的宇宙沉浸在磁化等离子体中，这是一种导电的电离气体。一些最基本和长期存在的天体物理问题，如宇宙的磁化、天体物理喷流的准直、天体物理盘(如黑洞周围)及其日冕的吸积过程和输移，只能通过等离子体物理学来探索。我们的太阳作为等离子体物理的天然实验室，提供了鼓舞人心的同时也具有挑战性的问题，包括它的发电机循环，加热，以及在地球的实验室中复制其核心反应，核聚变能。从空间和天体物理等离子体的自然现象以及实验室等离子体实验中产生了大量的观测/实验数据，供等离子体物理学家探索。我将回顾其中的一些主题，特别是磁重连，即等离子体磁场拓扑的重排，它为自然界中的许多过程提供了能量，并已被证明在环形聚变等离子体中许多过程的非线性动力学中也起着关键作用。利用全局模拟，我将演示磁重连的工具作用，这使在聚变等离子体中产生电流的创新技术成为可能。

无碰撞激波的物理学

林恩·威尔逊，戈达德航天中心
2018年4月13日，星期五，下午4:30，科学中心101

无碰撞激波是宇宙中普遍存在的现象，包括太阳产生的行星际激波、行星弓形激波、彗星弓形激波和天体物理源，如超新星。在传统的碰撞介质热力学中，激波是非线性变陡波平衡变陡与二元粒子碰撞能量耗散的结果。在电离气体(称为等离子体)中产生的激波不受碰撞的影响，当激波首次被假设出来时，就提出了一个有趣的挑战。也就是说，这种现象是如何不可逆地将体流动能转化为随机动能(即热)等其他形式的?等离子体被认为是一种非平衡动能气体，而不是流体，这对熵产和/或不可逆性提出了挑战，这一事实使问题进一步复杂化。我将从观察的角度讨论我们目前对无碰撞冲击物理学的理解，并以一些未解的问题作为结论。

2017年秋季

自然界的非线性动力学:一个无方程世界的数学

伊森·戴尔，加州大学圣地亚哥分校
2017年11月17日，星期五，下午12:30，科学中心199

方程式在科学中有着悠久而令人骄傲的历史。然而，它们并不是没有限制的!在地球科学和环境科学中，发挥作用的基本规律与物理或化学实验室中相同，但我们试图解释的行为发生在更大的尺度上。这是紧急的行为。虽然需要花费大量的精力来寻找描述这些现象的方程，但非参数建模的各种数学方法可以更好地适应实际情况。在演讲的前半部分，我将讨论这些一般性的想法，并介绍我最喜欢的方法“经验动态建模”。在下半部分，我将描述一项正在进行的关于日内瓦湖脱氧的具体研究。尽管湖泊的物理结构相对简单，但氧的动力学也与湖泊生态密切相关。因此，使用无方程经验动态建模的系统研究发现，比以往基于方程的尝试有更大的吸引力。

爱因斯坦的最后遗产:时空的涟漪

安德里亚·罗曼，哈弗福德学院
2017年10月27日，星期五，中午12:30，科学中心199

100年前，爱因斯坦做了一个预测。他知道一些你已经知道的事情，我会告诉你，你也会做出同样的预测。他预测引力波——时空中的涟漪——是存在的，但因为太小而无法被探测到。他第一部分说对了，第二部分说错了。多亏了LIGO，我们正处于引力波时代的中心，引力波是一个迅速扩展的领域，它将告诉我们大量关于宇宙的信息。脉冲星计时将很快做出类似的探测，但在引力波光谱的补充部分。我会向你们展示我们的实验和LIGO的实验有什么相似之处，并让你们相信我们实际上应该期待宇宙中整体的时空皱折，这是由分布在宇宙中的数万个超大质量黑洞的累积效应造成的。最后，我要告诉你们我在6月份发射到国际空间站的一个x射线望远镜，它将帮助我们了解脉冲星计时数据中的噪声。

从辐射-对流平衡中我们还能了解到什么?

蒂姆·克罗宁，麻省理工学院
2017年10月6日，星期五，中午12:30，科学中心199

了解地球气候，以及由于人类对大气成分的重大影响而导致的气候变化，是21世纪的一项关键科学挑战。气候变化预测中的很大一部分不确定性与云及其对全球能源平衡的影响如何随着变暖而变化有关。这一问题在很大程度上又归因于我们无法解决全球气候模型中的云尺度运动(约1公里大小)，这些模型的网格框水平大小约100公里。在这次演讲中，我将重点讨论辐射-对流平衡的理想化模型配置，以及它如何帮助我们理解云对气候变化的反馈。辐射-对流平衡(RCE)是大气和地面的统计状态，由吸收的阳光和发射的红外辐射之间的整体气候能量平衡设定，假设水平均匀的地面和水平均匀的入射阳光。尽管50多年来，RCE一直被用作气候系统的理想化，但在过去20年里，不断增强的计算能力使得模拟RCE能够明确地代表形成云的大气运动。这些模拟的一个有趣的发现是，在某些条件下，云可以从随机分散过渡到高度聚集。云的聚集改变了大气能量平衡，使大气整体干燥，可能影响到云和水汽对变暖的反馈。我将讨论评估RCE中的云聚集如何影响气候敏感性的模拟和分析，以及自下而上的理论工作，以理解云聚集作为RCE的线性不稳定性。

磁热力学:测量磁化等离子体的状态方程

Manjit Kaur，斯最佳线上娱乐沃斯莫尔学院
2017年9月22日，星期五，中午12:30，科学中心199

我们已经在实验室实验中探索了压缩磁化等离子体的热力学，我们称这些研究为“磁热力学”。实验在线性斯沃斯莫尔球马克实验装置(SSX)中进行。最佳线上娱乐在该装置中，磁化等离子体源位于装置的一端，另一端安装一个封闭的导电罐。我们产生磁化的、松弛的等离子体，并观察它们对导电罐端壁的压缩。利用HeNe激光干涉、离子多普勒光谱和线性b点探针阵列分别测量了压缩过程中的等离子体参数，如等离子体密度、温度和磁场。为了识别压缩过程中离子加热的实例，利用测量到的磁化等离子体的密度、温度和体积，构建了一个PV图。分析了磁化等离子体的各种状态方程，以估计压缩等离子体的绝热性质。

2017年春季

寻找非线性宇宙的秘密

汤姆·吉布林，凯尼恩学院
2017年4月14日，星期五，下午12:30，科学中心199

我们没有证据证明广义相对论是错误的;每一次精度测试都是对这个优雅而强大的数学模型的有力证实。问题是:我们这个时代最大的宇宙学问题(很可能要求)我们放弃广义相对论。大约95%的宇宙仍然是一个谜，我们无法解开它。我会讲到，为什么在广义相对论中，到目前为止，仍然有一些地方没有被探索。数值模拟是一种强大的工具，可以在宇宙尺度上模拟广义相对论的复杂非线性问题。我将介绍我们在模拟宇宙晚期的全貌方面所取得的进展，并概述我们有希望着手解决这些重大问题的地方。

旋转黑洞的临界引力坍缩

托马斯·鲍姆加特，鲍登学院
2017年3月31日，星期五，中午12:30，科学中心199

临界现象，即相变附近的普遍尺度定律和自相似性的出现，出现在物理的不同领域和以外。大约25年前，马特·肖普图伊克(Matt Choptuik)首次观察到黑洞引力坍缩的关键现象，这是一个开创性的发现，开启了一个全新的研究领域。然而，直到最近，这方面的大部分研究都局限于球形对称，因此无法解释破坏这种对称的效应，特别是旋转。在这次演讲中，我将回顾在接近黑洞形成开始时的比例定律和自相似性的出现。然后，我将提出新的数值相对论模拟旋转完美流体的引力坍缩，在没有球对称的情况下。这些模拟为该问题的摄动处理提供了依据，从而形成了考虑到角动量在黑洞临界坍缩过程中的作用的广义尺度定律。

合并黑洞引力波的首次观测

Geoffrey Lovelace，加州州立大学富勒顿分校
2017年3月17日，星期五，下午12:30，科学中心199

在爱因斯坦预测引力波存在的一个世纪后，激光干涉引力波天文台(LIGO)首次对引力波——弯曲时空的涟漪——进行了直接观测。每个引力波信号都来自于10亿光年之外的一对合并的黑洞。在这次演讲中，我将讨论LIGO的观测，使其成为可能的方法，以及引力波天文学的黎明时代的意义。我还将强调来自加州州立大学富勒顿引力波物理和天文中心的师生研究人员的贡献，包括将LIGO观测结果与合并黑洞及其发射引力波的数值计算进行比较。在接近合并的时刻，合并黑洞产生的引力波只能通过数值求解爱因斯坦的广义相对论方程来预测。我将介绍以LIGO观测为目标的合并黑洞的新的数值相对论模拟，我将讨论这些模拟和其他模拟如何帮助我们最大限度地了解引力波的天文来源。

宇宙背景下的暗物质

凯瑟琳·麦克，墨尔本大学
2017年2月24日，星期五，中午12:30，科学中心199

暗物质构成了所有宇宙结构的基础，它的基本性质是科学界最紧迫的谜题之一。当我们用无线电和红外观测寻找宇宙中最遥远的星系时，我们可以通过暗物质对早期恒星和星系的影响来探索暗物质的粒子物理——湮灭、衰变或其他粒子相互作用的可能性。我将介绍在实验室和天空中识别暗物质的最新进展，暗物质理论中未解决的主要问题，以及如何利用即将到来的对第一个宇宙结构时代的观测来打开一扇关于黑暗宇宙的新窗口。

2016年秋季

人生如机缘巧合

Jané康德夫，布兰迪斯大学
2016年11月11日，星期五，下午12:30，科学中心199

活细胞里充满了纳米级的蛋白质机器。这些机器执行各种功能，如阅读遗传信息，分子从细胞的一边运输到另一边，建立这种运输所需的轨道，等等。细胞中的蛋白质机器与人造的蛋白质机器非常不同，因为布朗运动(蛋白质被水和其他小分子不断搅动)起着关键作用。布朗运动使得蛋白质机器的行为随机且不可预测。在这次演讲中，我将讨论最近的实验和理论，揭示这种分子尺度上的随机性如何产生细胞行为的可变性。我还将评论这些由生物学家和物理学家共同做出的发现，它们如何具有改变细胞生物学和医学的潜力。

大质量恒星的辐射驱动风和x射线发射

大卫·科恩，斯沃斯莫尔学院最佳线上娱乐
2016年11月4日，星期五，下午12:30，科学中心199

银河系中质量最大、温度最高、最明亮的恒星通过自身星光的力量驱动强大的外流。这些辐射驱动的风将富含重元素的物质带回星际介质，塑造出美丽的星云，并强烈影响大质量恒星的演化路径和最终状态。在这次演讲中，我将介绍我的研究小组在两类大质量恒星及其风方面的工作，重点是恒星x射线发射以及我们可以从中学到什么。磁性大质量恒星和非磁性大质量恒星都是通过将它们的风动能通过激波中的耗散转化为热量，从而产生大量的x射线辐射。大多数大质量恒星——非磁性的恒星——通过辐射驱动固有的不稳定性来做到这一点，而磁性大质量恒星将它们的风引导到一个有限的磁层中，在那里来自相反半球的风的迎面碰撞产生强烈的冲击。在这两种情况下，x射线光谱学可以用来诊断恒星风的激波物理和空间结构，并提供关于银河系中质量最大的恒星特征的基本物理过程的见解。

细胞迁移的物理指导

沃尔夫冈·洛瑟特，马里兰大学
2016年10月28日，星期五，下午12:30，科学中心199

细胞作为个体或群体迁移，执行生命中从器官发育到伤口愈合和免疫反应的关键功能。虽然细胞的定向迁移通常是由化学或物理梯度介导的，但我们最近的工作表明，微环境的物理特性也可以控制和引导迁移。我将描述肌动蛋白支架的潜在波状过程如何驱动持续迁移，以及这种肌动蛋白波如何成核并受微环境纹理的引导。基于这一观察结果，我们设计了能够在亚细胞尺度上利用纳米/微地形的局部不对称将细胞引导到单一首选方向的纹理。这一现象在盘基胞体细胞的假足部主导的迁移和人类中性粒细胞的板足部驱动的迁移中都被观察到。这种机制在不同细胞类型之间的守恒表明，肌动蛋白波导向在生物学和生理学中是重要的。

学生和教师反馈的情感分析:性别偏见和情感模式

斯科特·富兰克林，罗切斯特理工学院
2016年9月30日，星期五，下午12:30，科学中心199

情感分析是一种计算语言学工具，它对语言数据中表达的情感意义(如正-负语气)进行表征。在这次演讲中，我将介绍两个使用情感分析来揭示学生和教师反馈中微妙模式的项目。首先，我提出了一项研究，涵盖了超过5500名学生的评论，涵盖了8年的生物、化学、物理和数学课程，并探索了与教师能力、组织/演示、个性/乐于助人和整体满意度相关的情绪差异。特别令人感兴趣的是对男女教员以及不同学科教员之间的看法差异。我们还将自动提取的情绪评分与学生在评论时输入的定量李克特评分进行比较，并报告定量和定性评估的关联程度。第二个项目分析教师对学生引导反思表格的反馈，每周在线反思学生所经历的挑战和挫折。情绪分析支持开发一个稳定的基础集(见下文)来描述在入门和高级课程中都是健壮的反应。分析还揭示了教师在潜意识中使用的“表扬三明治”，本能地在具体的和一般的鼓励之间嵌入批评和建议。在这两项研究中，经过验证的、自动化的情感分析成为分析大量书面文本的有用方法。

歌唱的恒星，日食的恒星和其他世界:TESS和盖亚任务的即将进展

Keivan Stassun，范德比尔特大学和菲斯克大学
2016年9月21日星期三下午4:30科学中心199

即将进行的盖亚任务将测量约10亿颗恒星的三角视差，精度为20微弧秒。这种精确的距离测量有望彻底改变我们对恒星天体物理学许多领域的理解。然而，这些距离必须以独立的、精确的距离测量为基准，这是食双星独一无二的优势。即将到来的TESS任务将发现几十颗与地球相连的行星围绕着附近的类太阳恒星。然而，要精确地确定这些“地球2.0”的物理性质，就需要对它们所环绕的恒星的物理性质有准确的了解。恒星表面的气体运动引起的“歌唱”为确定这些特性提供了强有力的方法。这些令人兴奋的、即将到来的发现代表了基础物理学在天文学领域应用的极好例子。

2016年春季

暗物质搜索和量子计算的加速器技术

丹尼尔·鲍林，费米国家加速器实验室
2016年4月25日，星期一，下午12:30，科学中心183

费米国家加速器实验室的加速器复合体创造、聚焦、引导和碰撞高能/强度的质子束。用于加速和控制高能光束的技术有时也能应用到其他研究领域。例如，MRI磁体现在相对便宜和稳定，因为在20世纪70年代，费米实验室必须开发所需的物理和工程技术，以建立强大的磁体来引导高能粒子束。在这次演讲中，我们将讨论如何将加速器技术应用到其他领域。具体来说，我们将讨论如何使用共振加速结构来搜索暗物质。该技术也可以应用到量子计算中，以提高量子比特的相干性。

制作模型细胞研究蛋白质如何重塑细胞膜

凯瑟琳·克劳奇，斯沃斯莫尔学院最佳线上娱乐
2016年4月22日，星期五，下午12:30

了解细胞如何重塑自身，以及蛋白质在这一过程中所扮演的角色，是许多学科的科学家当前研究的活跃领域。要理解如此复杂的细胞过程的基础物理和化学，需要开发简单的模型系统。本次演讲将描述优化模型系统的进展，通过该系统我们可以研究a型流感病毒M2蛋白在病毒出芽所需重塑过程中的作用。具体来说，本次演讲将介绍我们对将蛋白质合并到合成脂质囊泡的过程的优化，包括监测合并过程的光学技术的发展。

揭示银河系内部和周围的游离恒星群

劳伦·坎贝尔，范德比尔特大学
2016年3月28日，星期一，下午4:30,128科学中心

一个星系的很大一部分光可能来自一个不受束缚的恒星群，而这些恒星群可以告诉我们星系的动态状态和恒星含量。在星系团中，这种未结合的部分被称为簇内光(ICL)，被识别为星系外围的漫射多余光。ICL已经在遥远的星系周围被观测到，在银河系周围也应该存在类似的簇内恒星辉光。我们开发了一种在斯隆数字巡天(SDSS)中仅基于颜色识别遥远m巨星的技术。利用这种技术，我们在超过300 kpc的群内距离上识别了700颗候选m巨星恒星，我们称之为群内恒星(IGS)。这些IGS可能构成银河系周围潜在ICL种群的罕见示踪物。对于这些IGS的起源，一种可能的解释是，它们是通过与超大质量黑洞的相互作用，以超高速恒星(HVSs)的形式从银河系中心喷射出来的。只有18颗确认的高质量恒星，而且都是年轻的大质量b型恒星。我们从SDSS G-和k -矮星的样本中确定了候选HVSs。利用观测到的位置和速度，我们计算了这些候选者的轨道，以确定它们在银河系中的起源地点。 We find that nearly half of the candidates exceed their escape velocities with at least 98% probability and no candidate's orbit is consistent with a Galactic Center origin.

用恒星研究星系的形成和演化

路易斯安那州立大学的Aaron Grocholski说
2016年3月23日，星期二，下午4:30,128科学中心

星系形成和进化的研究通常采取两种主要方法之一:观测遥远的宇宙或关注附近的星系。遥远的宇宙提供了无数的星系，涵盖了巨大的物理性质，如质量、光度和结构。这些研究的缺点是，在目前的技术条件下，遥远的星系在图像上的跨度通常只有几十个像素，因此无法解决这些星系的微妙细节。相比之下，本星系群和其他邻近星系群的星系提供给我们的研究样本要小得多。然而，它们的近距离性使我们能够分辨单个恒星，从而研究附近星系的恒星群，而这在距离很远的地方是不可能做到的。在这次演讲中，我将讨论恒星提供了关于它们的宿主星系的哪些信息，并介绍我对附近宇宙星系的一些研究结果。

等离子体波动的快速成像识别

亚当·莱特，厄尔勒姆学院
2016年1月28日，星期四，下午4:30,128科学中心

磁化等离子体中的涨落是普遍而复杂的。尽管波动经常产生有害的影响，如增加聚变能装置中的热量和粒子输运，但波动也提供了诊断的机会。用波动或不稳定性识别波动可以提供有关底层等离子体性质的详细信息。除了介绍等离子体作为一个复杂的系统，我将描述相干波在圆柱形等离子体柱的成像测量。Ar II线发射的可见光是用快速数码相机以高帧率(50000帧/秒!)收集的。实验波-色散关系仅用成像数据建立，可直接与理论模型进行比较。我将讨论电子漂移波和开尔文-亥姆霍兹波动的识别，以及非线性模式耦合的成像测量。

纳米尺度下个体生物结构的检测与分析

詹姆斯·贝克，康奈尔大学
2016年1月26日，星期二，下午4:30,128科学中心

理查德·费曼在1959年的演讲《底部有足够的空间》(There ' s Plenty of Room at the Bottom)中提出了“进入物理学新领域的邀请”，并向科学界发出挑战，要求他们扩大在纳米尺度上观察、测量和操纵材料的能力。尽管自生命起源以来，生物系统的识别和操作已经出现在纳米级别，但我们观察和表征这些相互作用的能力仍在不断发展。今天的物理学家继续在这一进展中发挥作用，因为基本物理原理的应用在研究纳米级系统的新测量方法的持续发展中仍然至关重要。在这次演讲中，我将讨论在纳米尺度上检测和分析单个生物结构的两种实验方法:纳米光子谐振器和磁镊。这些发展的应用范围从基本生物物理相互作用的研究到即时医疗诊断的发展等等。

2015年秋季

建立银河系规模的引力波天文台

Xavier Siemens，威斯康星大学密尔沃基分校
2015年12月2日星期三下午4:30

在过去的十年里，北美纳米赫兹引力波天文台(NANOGrav)一直在使用绿岸和阿雷西博射电望远镜来监测毫秒脉冲星。NANOGrav的目标是直接探测低频引力波，它会导致射电脉冲到达时间的微小变化。在这次演讲中，我将讨论NANOGrav合作项目的工作以及我们对天体物理源引力波的敏感性。我将在未来几年向大家展示探测是可能的。

看到西门子教授的网站更多关于他的研究信息。

什么是希格斯玻色子，我们是如何发现它的，LHC的下一步是什么?

James Saxon('10)，芝加哥大学
2015年11月20日，星期五，下午12:30

本讲座将从简要介绍标准模型开始，特别概述希格斯机制和基本粒子质量的起源。演讲的大部分将集中在ATLAS实验和希格斯玻色子的发现和早期测量上。演讲的最后将概述当前该领域的问题和LHC第二阶段的计划。

恒星爆炸的核物理方面

Artemis Spyrou，密歇根州立大学
2015年11月11日星期三下午12:30

宇宙中的重元素是如何合成的?
两颗中子星的合并是重元素核合成的来源吗?
超新星是如何爆炸的?

诸如此类的问题正在推动核天体物理学领域的发展，在该领域，天体物理观测和建模与核物理实验和理论计算相结合。恒星观测提供了在不同天体物理环境中核合成的新证据，对这些环境的建模需要对这些计算中涉及的核物理进行精确描述。核反应、放射性衰变和单个核的性质是这一复杂难题的重要组成部分，人们从实验和理论方面作出了重大努力来解决这一需要。本次演讲将聚焦于不同爆炸环境下重元素核合成的核物理方面。我将介绍在国家超导回旋实验室(一个罕见的同位素束设施)进行的实验，并讨论最近的结果和新的举措。

看到Spyrou教授的网站更多关于她研究的信息。

对称、几何、宇宙学

马克·卡米奥科夫斯基，约翰·霍普金斯大学
2015年10月30日，星期五，下午12:30

我们现有的物理定律无法解释观测到的宇宙的一些特征。暗物质将单个星系聚集在一起，暗能量驱使不同星系彼此远离，两者的本质都需要超越标准模型和广义相对论的新物理学。物质对反物质的优势同样需要在标准模型之外的新的重子数违逆。对在宇宙微波背景中观测到的原始密度不均匀性的解释都涉及到新的物理学。我将回顾这些问题，讨论一些现有的取得进展的途径，强调对称性和几何的考虑可能在探索新的宇宙物理学中发挥作用的几种方式。

看到Kamionkowski教授的网站更多关于他的研究信息。

我们都是星尘:用核物理学理解恒星爆炸

路易斯安那州立大学的Catherine Deibel说
2015年10月2日，星期五，下午12:30

在我们的宇宙诞生之初，大爆炸产生了大量的氢、氦和锂，我们今天可以在银河系中看到它们。然而，所有其他元素都是在恒星环境中通过核反应合成的。这些重元素中的许多都是在剧烈的恒星爆炸中产生的，如经典新星、x射线暴和超新星，这些都是由核反应驱动的。通过结合恒星观测、计算物理和实验核物理，我们可以理解这种在银河系中继续进行的核合成。具体地说，随着放射性离子束设施和探测器技术的最近发展，在实验室中对这些核反应的研究取得了重大进展，从而可以对地球上不自然发生的同位素进行实验。我将在我们银河系的化学演化背景下，用发生在几种类型的恒星爆炸(包括x射线暴和经典新星)中的关键核和核反应的具体例子来讨论这些最新进展和实验结果。

看到Deibel教授的网站更多关于她研究的信息。

2015年春季

爱因斯坦是左撇子吗?

斯蒂芬·亚历山大，达特茅斯学院
2015年4月17日，星期五，下午4:30 (SC 128)

NASA戈达德太空飞行中心太阳风研究

Robert Wicks, NASA GSFC
2015年2月6日，星期五，下午12:30

2014年秋季

概率处理，概率编程，和活鸡新鲜被杀:科学创业的故事在研究生院，工业研究，和创业

我是Gamelan实验室的Ben Vigoda
2014年10月24日，星期五，下午12:30

Ben Vigoda(斯最佳线上娱乐沃斯莫尔物理学96级)将讲述他在麻省理工学院媒体实验室、工业研究实验室和创业公司构建有趣的新事物的经验，并将接受提问和讨论。他和杰克·尼利(斯沃斯莫尔物理系13届最佳线上娱乐毕业生)还将兴奋地谈论他们最新的初创公司Gamelan，该公司将概率程序、统计物理、机器学习和高级编译技术结合起来，实现大数据之后的下一步“大模型”。

看到佳美兰实验室网站为更多的信息。

等离子体乱流有一个普遍的特征吗?

迈克尔·布朗，斯沃斯莫尔学院最佳线上娱乐
2014年9月19日，星期五，中午12:30

像空气或水这样的传统流体中的湍流波动似乎具有普遍的统计特征。在风洞或潮汐盆地中测量统计湍流指标似乎是一样的。目前尚不清楚等离子体乱流是否普遍存在。太阳以大约每秒400公里的速度向星际空间发射带有内嵌磁场的高速等离子体湍流流。这种太阳风的特性已经被研究了几十年，人们对其速度、密度和磁场的波动有很多了解。在这次演讲中，我将讨论在斯沃斯莫尔的高速等离子风洞中的测量。最佳线上娱乐SSX MHD风洞具有高达100公里/秒的流速、0.5 T的磁场和接近100万开尔文的温度。将与来自太阳风的测量结果进行比较。

看到布朗教授的网站更多关于他的研究信息。

2014年春季

正电子:最简单的奇异原子

格雷戈里·阿德金斯，富兰克林和马歇尔学院
2014年3月28日，星期五，中午12:30

正电子是一种奇特的原子，由一个电子和它自己的反粒子正电子结合而成。正电子和其他原子(如氢原子)一样，被不同电荷的粒子之间的库仑引力所束缚。它比氢或其他原子更简单，因为据我们所知，它的组成成分是没有内部结构的点状粒子。正电子可以进行高精度测量(能级、衰变率等)，也可以根据现有理论进行精确计算，因此，正电子为量子电动力学中的束缚态方法提供了一个重要的测试，也为新物理学提供了一个可能的窗口。

在这次演讲中，我将从基本量子力学和相对论的角度描述正电子原子物理的主要特征，然后讨论理论的改进以及正在进行的实验测试和挑战。

操控纳米环中的磁态:数据存储的未来?

凯瑟琳·艾达拉，山霍利奥克学院
2014年2月7日，星期五，中午12:30

磁随机存取存储器(MRAM)将结合硬盘驱动器(非易失性、廉价、比特密度高)和RAM(快速、机械健壮)的优点。MRAM的一个提议涉及纳米环的涡旋状态，在这种状态下，磁矩沿顺时针或逆时针方向圆周排列。对于均匀场中的对称环，这些状态是能量简并的，不能在实验上选择。圆形场允许我们研究这些涡旋状态之间的切换行为。我们开发了一种通过原子力显微镜尖端的电流来施加局部圆场的实验技术。我将讨论原子力显微镜是如何工作的，我们的实验结果演示了涡旋状态之间的切换，以及我们基于模拟对这些状态演变的理解。我们预测了来自能量最小化和拓扑约束的新状态。

看到Aidala教授的网站更多关于她研究的信息。

2013年秋季

像家一样的地方?:揭示围绕遥远恒星运行的超级地球的大气层

伊莉莎·坎普顿，格林内尔学院
2013年12月6日，星期五，下午12:30

天文学家目前知道，在太阳系之外，有近1000颗行星绕着遥远的恒星运行。在这些“太阳系外”行星中，大多数是大型的富含气体的行星，类似于木星或土星。然而，最近，由于发现技术和仪器的改进，天文学家已经开始发现比地球略大(或质量更大)的小得多的太阳系外行星。这类新行星的质量是地球的1-10倍，被称为“超级地球”。超级地球特别有趣，因为在这个质量范围内的行星并不存在于我们的太阳系中，因此它们代表了一种全新的行星类别，供天文学家研究。最近，人们首次观测到了超级地球大气层。它们揭示了一颗独特的行星，它似乎与我们太阳系中发现的任何行星都不相似。在这次演讲中，我将从概述太阳系外行星的研究开始，重点关注我们对超级地球及其大气的了解。最后，我将介绍关于超级地球大气成分和结构的第一个观测约束条件，并解释解释现有数据时面临的一些挑战。

看到肯普顿教授的网站更多关于她研究的信息。

水基液晶:来自液晶世界的教训

彼得·科林斯，斯沃斯莫尔学院最佳线上娱乐
2013年11月15日，星期五，下午12:30

庞大的液晶显示器(LCD)工业依赖于油基液晶来生产我们每天使用的令人印象深刻的显示器。因此，油基液晶的性质和行为被很好地理解。人们对水基液晶所知甚少，但由于其在生物学和医学上的新应用，人们正在对其进行研究。人们可以利用制造液晶显示器的相同条件来开始理解水基液晶的性质和行为，但要用水基液晶来代替。这使得人们对水基液晶如何与表面相互作用，以及它们如何对加入扭曲诱导剂做出反应有了新的认识。

看到教授冷却的网站更多关于他的研究信息。

为什么大自然喜欢负一的平方根?

威廉·伍特斯，威廉姆斯学院
2013年11月8日，星期五，下午12:30

量子力学是一种概率理论，但我们在量子力学中计算概率的方法与我们从掷骰子或扔硬币中所期望的非常不同。为了得到量子概率，我们首先计算a复数的概率振幅，然后平方它的大小。我以寻找物理世界中概率振幅或“概率平方根”的出现的更深层次的解释开始这次演讲。事实证明，人们可以找到一个潜在的解释——这是基于最优信息传递的原则——但这个论点只有在平方根是实数而不是复数的情况下才成立。然后，我探索一个特定的理论模型，其中的概率振幅是取实数，用二进制量子变量代替通常的复相位因子。有人发现该模型导致了标准量子理论的单参数推广。

看到教授Wootters网站更多关于他的研究信息。

从无序到有序:识别无序蛋白质中的“结构”

伊丽莎白·罗迪斯，耶鲁大学
2013年10月4日，星期五，下午12:30

与球状蛋白相比，本质紊乱的蛋白质在生理条件下不能形成稳定、紧凑的结构。相反，它们的功能通常来自于它们作为延伸的柔性聚合物的特性。最近人们认识到，内在紊乱的蛋白质参与了细胞中的一系列功能角色，并与许多不同的疾病有关，包括癌症、神经退行性疾病和心肌病。我们使用单分子荧光方法来表征与帕金森病和阿尔茨海默病进展相关的紊乱蛋白质的“结构”和动力学。我们的目标是了解这些蛋白质的疾病相关修饰如何改变它们的构象和动态特性，并将这些变化与疾病病理联系起来。

看到罗迪斯教授的网站更多关于她研究的信息。

漫射光学在组织代谢无创临床测量中的应用

宾夕法尼亚大学的David Busch说
2013年9月13日，星期五，中午12:30

组织供氧密切依赖于血流、浓度和氧饱和度。然而，这些重要的生理参数目前很难或不可能在危重患者中无创测量。漫射光学技术利用近红外光为组织血流动力学提供一个窗口。这些工具可以整合到重症监护病房，并应用于脆弱的患者。我们目前的研究包括儿童中风和先天性心脏缺陷矫正手术后患者血流动力学的一系列测量。最终，我们寻求提供工具，以允许医生测量他们的干预对脑氧灌注的影响。

看到布希博士的网站更多关于他的研究信息。

2013年春季

利用旋转剪切改善大型等离子体装置的等离子体约束

斯沃斯莫尔学院的大卫·沙夫纳最佳线上娱乐
2013年4月26日，星期五，下午12:30

为了实现核聚变反应堆的目标，人们对等离子体中湍流的本质以及粒子和能量在磁力线上的传输进行了大量的研究。由于持续的聚变反应的要求之一是将等离子体粒子和热限制在一个小区域内的能力，粒子和热如何逃脱这种限制的物理学已经得到了广泛的研究。改善磁化等离子体的约束的一种方法是通过应用剪切流，它可以修正等离子体的湍流波动，从而抑制粒子从等离子体外的平均输运。加州大学洛杉矶分校的大型等离子体装置(LAPD)是进行基础等离子体湍流实验的试验台，并已用于探索改善等离子体约束。这个实验包括一个长而脉冲的等离子体柱，它是通过加速电子从一个热阴极进入一个20米长、1米宽、充满氦气的室而产生的。近年来的研究结果表明，等离子体的诱导旋转确实可以提高等离子体的约束水平，并且随着旋转剪切的增加，约束规模增大。

“智能”气泡声学对比

温特·邓坎森，哈佛大学
2013年4月17日星期三下午4:30

超声成像是对人体内部结构进行无创可视化的主要手段之一。同样，地震成像仍然是油藏地下地质成像的主要手段。这两种声学成像技术都可以通过添加造影剂来改进。最合适的造影剂是气泡;气泡提供了强烈反射或散射声音的对比。然而，气泡必须稳定，防止溶解;然而，传统的制造技术不能提供控制其物理化学特性，以实现这一点。我将描述使用液滴微流体的稳定气泡的组装;该技术可以精确控制气芯和稳定壳体的组成。我设计了新型气泡，将各种刺激响应材料集成到其结构中; these 'smart' bubbles adapt to changes in their environment. Moreover, I can easily tune the mechanical properties of the shell to enable bubble deformation and passage through the pore space and I demonstrate methods to accomplish and measure this. In addition, I can create bubble structures that withstand large hydrostatic pressures making it possible to use them as contrast agents in oil reservoir applications. I envisage these new 'smart' bubble contrast agents will lead to improved and more sensitive acoustic imaging, both in the human body and in oil reservoirs.

欲知详情，请浏览Duncanson博士的网站．

破解宇宙学密码:暗能量的挑战

特里斯坦·史密斯，劳伦斯伯克利国家实验室和加州大学
2013年3月8日，星期五，下午12:30

在短短40年的时间里，宇宙学已经从一个纯粹的理论领域转变为一个拥有越来越精确数据的领域。因此，我们对宇宙是如何形成和演变的认识接近完美:经过数千年的思考，我们似乎距离了解我们最终起源的真正本质还有短短几十年的时间。虽然在某些方面是正确的，但这种理解可能并不像我们所希望的那样有根据。在我们当前的宇宙图景中包含着一些想法，它们不过是等待更深层次理解的占位者。到目前为止，这些占有者中最令人费解的是我们通常所说的“暗能量”:它的存在是毋庸置疑的，它从根本上挑战了长期以来关于宇宙命运的观点，以及所有物理学所基于的许多基本原理。我将介绍暗能量的“问题”，并重点介绍我所做的工作，以便利用宇宙学和天体物理学观测来探索其基本性质。

从现代角度看旧量化

妮莉亚·曼，里德学院
2013年3月6日星期三下午4:30

在现代量子力学出现之前的许多年里，旧的量化技术被成功地用作接近真实世界的近似方法，但在今天经常被遗忘或忽视。我将回顾这种方法在具有已知分析结果的简单量子力学系统中的应用，并表明旧量子化提供了有用的信息。然后，我将讨论它在两个更复杂的系统(对数势和汤川势)中的应用，在这些系统中解析解是不可能的，并将其结果与使用数值方法得到的结果进行比较。在所有情况下，旧量化为真正量子力学问题的主要特征提供了良好的预测能力，因此可以作为一种“底层”技术，轻松地提供关于系统的粗略的、定性的信息。

用静电类比法探测暗能量

凯特·琼斯·史密斯，里德学院
2013年3月1日，星期五，下午12:30

根据目前的宇宙学范式，宇宙是由一种神秘的“暗能量”形式支配的，对此我们所知甚少。这种暗能量通过天体物理观测间接地揭示了自己，这得到了一些理论考虑的支持。人们提出了许多暗能量模型，但单靠天体物理观测还不足以精确地将它们区分开来。近年来流行的一类模型是所谓的变色龙标量场，它实际上可以通过地面/实验室实验加以约束。在这次演讲中，我将展示暗能量的变色龙模型遵从静电类比，并描述如何在实验中使用这个类比来增加他们的灵敏度范围，从而开启了在实验室中探测暗能量的令人兴奋的可能性。

《黑洞与量子引力

里奥·罗德里格斯，格林内尔学院

2013年2月27日星期三下午4:30

黑洞具有热力学性质的概念是在巴丁、卡特和霍金在20世纪70年代提出黑洞力学定律后首次被认识到的。从那以后，黑洞温度和熵为目前大多数相互竞争的量子引力理论提供了充足的测试平台。这些热力学量被广泛接受的形式是:

T_H = hbar*kappa/2(霍金温度)
S_BH = A/(4*hbar*G)(贝肯斯坦-霍金熵)

其中A是黑洞表面积，kappa是黑洞表面引力，hbar是普朗克常数，G是牛顿常数。人们普遍认为，任何可行的紫外线完成广义相对论(量子引力)应该重现上述方程的某些变体。迄今为止，有许多不同的方法可以得出这些公式，其中弦理论和环量子引力是主要的竞争者。然而，没有一个候选的方法能产生一个可能的量子引力理论的完整表述，而且似乎也没有明确的共识，更喜欢哪种方法。

在这次演讲中，我们将概述量子引力的问题，为什么黑洞表现为热力学物体，以及为什么它们是研究一个尚未解决的问题的有用工具。我们将特别强调弦理论中首创的AdS/CFT方法，用于研究与四维黑洞热力学相关的二维近黑洞视界量子共形场理论。

最大质量恒星的x射线光谱测量:恒星风质量损失率和激波物理

大卫·科恩，斯沃斯莫尔学院最佳线上娱乐
2013年2月20日星期三下午4:30

银河系中质量最大的恒星燃烧明亮，寿命很短，并以超新星的形式爆炸。它们一生中发出的光的强度驱使物质从这些大质量恒星的表面流出。这些所谓的恒星风将动量、能量和核处理过的物质注入银河系环境。它们也足够强大，可以在恒星的生命过程中显著减少恒星的质量，影响超新星的统计和特性。我将讨论我的研究小组如何开发一种技术，使用高分辨率x射线光谱学来测量银河系中一些质量最大、最明亮的恒星的风质量损失率。在这个过程中，我们能够测试大质量恒星风中的冲击加热和x射线产生的模型，也可以限制风团块和孔隙度的程度。

欲知详情，请浏览科恩教授的网站．

2012年秋季

希格斯玻色子是什么?

Matthew Mewes，斯最佳线上娱乐沃斯莫尔学院
2012年11月30日，星期五，下午12:35

去年夏天，当两组物理学家宣布希格斯玻色子可能被发现时，粒子物理学界一片兴奋，但却难以解释为什么其他人应该对此感到关注。希格斯粒子是粒子物理标准模型中最后一个被发现的基本粒子，在很多方面，它掌握着我们目前对亚原子尺度物理的理解的关键。在这次演讲中，我将讨论是什么让希格斯玻色子如此特别。

大质量恒星的磁性

Véronique Petit，西切斯特大学
2012年11月2日，星期五，中午12:35

在我们的太阳表面，以及所有类似的低质量恒星表面，磁活动的存在是一个公认的现象。质量约为太阳十倍的大质量OB恒星被认为无法维持由发电机产生的磁场。然而，几十年来，人们一直怀疑许多大质量恒星表面存在磁场，以解释观测到的OB星的性质和活动。然而，在新一代功能强大的光谱偏振计问世之前，很少有真正的大质量恒星被确定为有磁性的。新一代分光偏振计带来了大量关于大质量恒星磁性的精确信息。本讲座将回顾如何通过研究恒星的偏振光来描述数千光年外恒星的磁场，这些磁场在性质和来源上与低质量恒星的磁场有什么不同，以及我们目前对磁力对最大质量恒星生命的影响的理解。

我们为什么在这里?——探索长基线中微子振荡实验

肯·海勒，明尼苏达大学
2012年10月26日，星期五，下午12:45

我们的宇宙始于一次大爆炸，从能量中创造出物质和反物质。随着宇宙的膨胀，基本粒子被压缩出来。不是物质和反物质湮灭，只留下光子，而是我们发现自己处在一个由物质组成的宇宙中。这个结果需要物质和反物质的性质之间的不对称性。在已知的物理学中，唯一可能存在这种类型足够大的不对称的地方就是中微子。这种不对称的特征，如果它存在，可以在中微子振荡中检测到，即中微子随时间改变其特性的倾向。在过去的15年里，通过探测来自宇宙射线、太阳、反应堆和粒子加速器的中微子的各种大型实验，已经发现了这种振荡。本次演讲将回顾中微子振荡的现象，振荡如何揭示可能创造我们宇宙的物质-反物质不对称，美国的两个大型中微子探测器MINOS和NOvA所探测的其他物理现象，以及实验的构造。MINOS已经采集了7年的数据，并对振荡参数进行了精确测量，而NOvA是下一代中微子探测器，设计具有测量物质-反物质不对称的可能性。NOvA实验目前正在安装中。

有关更多信息，请参见教授海勒的网站．

磁爆炸及其在空间天气中的作用

特拉华大学Mike Shay教授
2012年9月28日，星期五，下午12:45

什么是太空天气?什么是磁重连?在这次演讲中，我将讨论太阳表面的活动如何影响地球周围的空间环境。卫星上的望远镜监测太阳活动，卫星上的仪器直接测量地球表面以上的空间环境。我的具体研究包括用世界上最快的计算机对这些过程进行数值模拟。

有关更多信息，请参见谢教授的网站．

Michael Brown教授将于9月21日(星期五)12:45做一个预讨论会。

2012年春季

用中子散射法探测几何受挫磁性材料的磁性

杰里米·卡洛，维拉诺瓦大学物理系
2012年3月23日，星期五，中午12:30

在原子具有非零磁矩的材料中，在足够低的温度下，磁矩将排列成周期性的几何图形，产生静态磁态。但近年来，大量的兴趣集中在所谓的几何受挫材料，在这种材料中，矩的结构安排抑制了磁秩序的发展。这通常与三角形或四面体晶格有关，如Kagome，三角形和焦绿石结构。虽然非常常见的面心立方(FCC)晶格上的磁矩也会表现出几何挫折，但相对较少的研究考虑了这类材料。我将讨论一种几何受挫FCC材料Ba的中子散射研究₂YMoO₆．在中子散射实验中，分散在样品上的中子束的动量和能量依赖关系被用来重建样品的晶体和磁性结构，以及来自基态的高能激发谱，产生了丰富的信息。我们已经证实了早期的研究发现，在研究的最低温度下，Ba₂YMoO₆未能发展静磁秩序，说明受挫程度显著，并直接观察到Ba₂YMoO₆展示了一个有趣的自旋单重态基态。

有关更多信息，请参见卡洛教授的网站．

彼得·科林斯教授将于3月16日，周五，12:30，给大家做一个预讨论会。”用散射技术确定结构:一种通用的科学方法．"

演化中的恒星和行星系的动力学不稳定性

凯特琳·克拉特，哈佛-史密森天体物理中心
2012年2月10日，星期五，中午12:30

很大一部分恒星是在双星和多恒星系统中形成的，不像我们的单恒星太阳。这些受引力束缚的对和三元不仅常见，而且极大地促进了我们对从核物理到宇宙学等各种主题的理解。在这次演讲中，我将描述为什么这些系统对我们理解宇宙如此重要。接下来，我将研究恒星和行星系统的长期动力稳定性。随着恒星的进化，它们会失去质量，引发轨道不稳定。一旦系统变得不稳定，恒星和行星的轨道就会变得混乱。这种混乱导致了频繁的碰撞和抛射。这样的事件促成了奇异天体物理物体的形成，如天狼星双星系统——更广为人知的是夜空中最亮的恒星。

有关更多信息，请参见Kratter博士的网站．

膜-蛋白结合:基础物理学和两种(相当)新的实验技术

凯瑟琳·克劳奇，斯沃斯莫尔学院最佳线上娱乐
2012年2月3日，星期五，下午12:30

许多至关重要的生物过程，如细胞生长和分裂以及神经信号传递，都涉及到与细胞膜表面结合的蛋白质分子;许多疾病，如帕金森氏症和肌萎缩侧索硬化症，都涉及到这些结合过程的变化。结合的强度和速率是由蛋白质和膜之间相互作用的基本物理控制的，例如蛋白质和构成膜表面的带电分子之间的电吸引，以及在这个过程中弯曲或压缩膜的能量消耗。然而，定量测量需要建立一个详细的结合过程的物理模型是具有挑战性的，需要对单个蛋白质分子或单个模型膜进行敏感的测量。本次演讲将介绍一些影响特定类型蛋白质结构结合的基本物理学，称为BAR结构域，并描述两种定量测量技术的实验进展。

有关更多信息，请参见教授克劳奇的网站．

2011年秋季

当事物分崩离析:无序系统中机械脆弱性的起源

Kevin Aptowicz，西切斯特大学物理系
2011年11月18日，星期五，下午12:45

在凝聚态物理领域，我们对无序系统的理解远远落后于对晶体系统的理解。在结晶系统中，已知缺陷控制固体的机械脆弱性。例如，如果结晶固体受到应力，缺陷将作为塑性变形的成核点。然而，在无序固体中没有明显对应的缺陷。这是我们研究的重点。是否有一种材料的结构或动态特性可以用来识别在受到应力时的塑性变形的成核位置?更简单地说，当事情分崩离析时，它从哪里开始?

我们研究这一问题的模型系统是胶态玻璃。胶体作为普通固体的凝聚态类似物有着悠久的传统。与粒子大小和运动相关的长度刻度和时间刻度在实验上是可以获得的。此外，胶体粒子经历热运动，但仍然足够大，允许在单粒子水平上使用视频显微镜跟踪。最近，一种测定无序胶体玻璃正常振动模式的技术为我们手头的问题提供了新的见解。初步研究表明，具有低频正态模的粒子参与与那些发生塑性变形的粒子之间存在相关性。在这次演讲中，我将描述导致这一发现的实验设计和数据分析。我还将讨论一种新设计的实验方法(热戳)，它为我们探索无序固体的脆弱性提供了独特的实验途径。

用可见光观察身体内部:人类乳腺组织的扩散光学层析成像

Frank Moscatelli，斯沃斯莫尔学院物理与天文学系最佳线上娱乐
2011年11月4日，星期五，下午12:45

红光和近红外波长区域的光可以通过人体组织传播几厘米，而吸收相对较少。然而，光子在组织中的弹性散射是非常高的。事实上，在传播大约3毫米后，光子初始轨迹的所有信息都丢失了。这些条件-低吸收和高散射-允许基于光传输的扩散理论进行分析。光子在介质中扩散，就像热在固体中扩散一样。扩散逼近为基于反问题计算算法的层析图像重建提供了一种易于操作的方法。人体组织中的吸收色团包括氧和脱氧血红蛋白、脂质和水。由于每个物种都有不同的吸收光谱，扩散光学断层扫描(DOT)可以提供组织氧饱和度、血流和血管生成的功能图，除了细胞密度异常的图像，即肿瘤。这些是区分非恶性病变与癌症的重要工具。

在这次演讲中，我将介绍我们目前的仪器，它使用6个调幅激光波长，209个源位置，和一个512 x 512的探测器阵列。结果大约是3 × 10⁸源-探测器对，每个产生独立的振幅和相位信号。我将简要描述理论和数学分析，然后将展示一些由于胸壁摄动影响的幻像目标的重建图像，包括我们的修复方法。

我们打破宇宙速度极限了吗?

Matthew Mewes，斯沃斯莫尔学院物理与天文学系最佳线上娱乐
2011年10月5日星期三下午4:30
(注意日期和时间)

OPERA实验最近的一项测量表明，被称为中微子的奇异粒子可能能够比光速传播得更快。根据爱因斯坦的相对论，光速一直被认为是绝对的宇宙速度极限。OPERA的结果是否意味着相对论是错误的?在大众媒体上流传的说法是，OPERA意味着因果关系的崩溃和时间旅行的潜力。在这次演讲中，我将讨论这个实验，以及这个实验的结果，如果得到证实的话，将真正说明我们目前对宇宙的理解。

等离子体:跨越30阶空间尺度的复杂性

维亚切斯拉夫·卢金，海军研究实验室
2011年9月30日，星期五，中午12:45

血浆，在荧光灯中而不是在血管中，通常被称为物质的第四状态，著名的是，它包含了99.9%的可见宇宙。等离子体物理学的学科包括通过等离子体刻蚀设计和生产集成电路的工程师，观测和解释来自银河系外喷流的电磁辐射的天文学家和天体物理学家，以及试图理解等离子体在前者和后者之间的共同潜在特性的物理学家。作为物理学家，我们相信在大多数等离子体中，我们知道并理解构成等离子体的带电粒子之间的基本相互作用，但让我们夜不能寐的是10^23阶粒子的集体相互作用的复杂性。在这次演讲中，我将展示各种自然等离子体现象的例子，特别关注近地空间和太阳等离子体，最近发射的卫星为我们提供了太阳表面等离子体活动的前所未有的视角。我还将概述我们用来在现代超级计算机上模拟这些模型的计算方法，展示我们的成功和失败，并表明只有通过观测、实验、计算和分析理论相结合，我们才有希望理解复杂性，并找到可观测宇宙99.9%的动力学背后的基本原理。

Michael Brown教授将于9月28日(星期三)下午4时30分在Cunniff Hall做一个预讨论会。

2011年春季

最小的星系能告诉我们关于宇宙的什么?

Ana Matkovic，宾夕法尼亚州立大学天文与天体物理系
2011年3月22日，星期二，下午4:30
科学中心128室

矮椭圆星系(dEs)是星系团中数量最多的星系。然而，由于它们的表面亮度较低，很难被观测到。尽管它们的球形形状类似于明亮的椭圆星系(Es)，但它们明显更小，质量更小，似乎遵循与Es不同的比例关系。矮椭圆星系的浅势阱使它们容易受到范围广泛的过程的影响。例如，在密度大的环境中，星系环可能会与星系团中的其他星系发生更多的相互作用。这种效应反映在它们恒星群的特征上。为了研究这些效应，我们比较了彗发星系团中两个不同密度的矮椭圆(dE)星系的底层恒星群。我们测量了彗发星系团核心的~70 dE/dS0星系和星系团核心外的一个区域的吸收线强度。通过吸收线强度，我们计算了这些星系的年龄、金属含量和化学元素丰度，并研究了这些星系的尺度关系。我们发现，平均而言，在团簇核心的de比在彗发团簇低密度区域的de更年轻，且更贫金属。 Furthermore, a surprisingly large number of dEs in the outer region have abundance of elements higher than solar. This implies that dEs have formed their stars in a quick burst of star formation, comparable to more massive ellipticals, while the range in age and metallicity suggests that some of these dE galaxies are unusually young.

GECCO:星系团核心和外围的星系演化

路易斯·爱德华兹，加州理工学院红外处理与分析中心
2011年3月18日，星期五，下午12:45

许多星系经常成对，形成低质量星团或较大的高质量星团。星系团的质量不仅来自于数千个成员星系，还来自于渗透在星系团中的大量热x射线发射氢气。在这次演讲中，我将讨论居住在两种特殊环境中的星系。首先观察大质量星系团的核心，那里是星系和热气体密度最高的地方，我发现星系在某些条件下更活跃。在另一个极端，星系团的边缘，星系和x射线发射气体的密度都要低得多。通过观察其中一个星系团Abell 1763的外围，我们的团队发现它实际上与另一个星系团Abell 1770通过一条巨大的星系丝相连。利用大量来自光学、红外和无线电的地面和天基数据
我推导出各个星系的物理性质。这导致了灯丝星系与星系团核心中发现的星系的比较，以及对周围灯丝气体粒子密度的新测量。这两个结果都是更好地理解大尺度结构的关键步骤
以及这种大尺度环境如何影响星系演化。

更多信息可参阅爱德华兹博士的网站．

探索的新时代:系外行星

约书亚·佩珀，范德比尔特大学物理与天文系
2011年3月15日，星期二，下午4:30
科学中心128室

发现系外行星的速度如此之快，以至于我们对行星形成和进化的认识在过去几年里发生了根本的变化。我将概述目前的系外行星发现状态，特别关注极端行星，以及开普勒任务的最新结果。我还将讨论KELT和MARVELS调查，以及它们如何适应即将到来的新行星发现洪流。

更多信息可参阅胡椒博士的网站．

星系群重子含量的演化

Eric Wilcots，威斯康辛大学天文学系
2011年2月22日，星期二，下午4:30

目前我们对星系群重子含量的理解主要来自大量的x射线观测，这给我们留下了两个关键问题。首先，在星系群中热、热/热和中性气体的相对比例是多少?每个相在星系群中是如何分布的?第二，星系群的重子含量是如何随时间演化的?它与星系群的动力学演化有什么关系?我将描述一些通过HI、射电星系和漫射同步辐射探测星系群重子成分的观测结果，这些结果为星系间介质在星系群环境中经历了巨大的转变提供了证据。

注:Wilcots教授将与富兰克林研究所天文馆主任Derrick Pitts和宇航员Mae Jemison一起讨论太空探索的未来2月23日，星期三，4:30在101科学中心。

寻找火星上的生命迹象

Lisa Pratt，印第安纳大学地质科学教务长教授

2011年2月10日，星期四，晚上8:00
Cunniff讲堂

含有碳、氢、氧、氮和硫的各种有机分子在陨石、彗星和行星际尘埃颗粒中很常见。这些生命起源前的成分如雨点般落在行星表面，为任何存在液态水的地方的潜在生命起源提供了分子基础。古代火星似乎特别适合从前生物活动到生物活动的过渡，因为有越来越多的证据表明，大约40亿年前存在活跃的水循环和多样的水生环境。科学和工程界提出了2018年的火星探测车钻探和储存样本的任务，这是将火星岩石和土壤带回地球进行研究的第一步。为了寻找过去或现在火星生命的证据，创新的新型生命探测仪器正在严酷的北极和南极环境中进行测试。

Lisa M. Pratt是印第安纳大学地质科学教务长教授。作为她研究地球深层地下微生物维持生命的能量的一部分，她在南非和加拿大北极地区的地下2.5英里深的活跃金矿中收集了水、岩石和天然气的样本。她在水的辐射分解作为微生物代谢的能量来源方面的研究得到了全世界的关注。她最近主持了美国宇航局的一个科学顾问小组，该小组提出了一种2018年的漫游者(火星天体生物学探索者和Cacher)，该漫游者配备了钻孔和封装岩心的设备，作为样本返回活动的第一步。

更多信息可参阅普拉特教授的网站．

实验发电机:从液态金属到等离子体

Cary Forest，威斯康星大学麦迪逊分校物理系
2011年2月4日，星期五，下午12:45

许多天体物理物体，如太阳，是由高导电性的，湍流的，流动的等离子体，其中的流动能量比磁场能量大得多。在实验室等离子体实验中创造这样的条件是具有挑战性的，因为需要限制来保持等离子体的热(和导电)，这需要强的应用磁场。因此，使用液态金属的实验室实验一直在这种独特的参数体系中处理基本等离子体过程。这个演讲将从回顾能量磁场的自我产生开始，这个能量磁场与它产生的紊流——发电机过程相比较。然后，我将讨论如何使用液态金属进行实验研究，分离出发电机不稳定性中的各种过程。

这包括液态金属实验(1)证明了磁场的自激，(3)间歇性自激和包括场反转在内的各种时间动力学，(3)表明了湍流电动势的存在(平均场电流产生)。然而，液态金属不是等离子体:在黏度和电阻率的相对重要性可以互换的等离子体中，发电机可能不同，而在不可压缩MHD范围之外的新的不稳定机制可能在等离子体中至关重要。这表明在这一重要天体物理学领域的下一代实验应该基于等离子体。麦迪逊等离子体发电机实验(目前正在建设中)将描述一个概述的概念，并展示发电机可能在这个等离子体中运行。还将描述模拟太阳过程的几个实验场景的建模，包括磁浮力驱动的旋转可压缩对流的实验。

更多信息可参阅林教授的网站．

由Michael Brown教授于2月2日(星期三)4时30分在物理与天文学研讨室(sc113)作的预备讲座

2010年秋季

铅笔+磁带=拓扑量子计算?-石墨烯的二维新宇宙

Paul caadden - zimansky，哥伦比亚大学物理与天文学系
2010年12月3日，星期五，下午12:45

从2004年被分离到今年的诺贝尔奖，石墨烯令人印象深刻的材料特性一直被广泛吹捧:它是单原子厚度，比钢更坚固，比铜更好的导体，比玻璃更透明。但让许多凝聚态物理学家感兴趣的是石墨烯中可能存在的不同寻常的载流子，特别是当它受到高磁场的作用时。这些存在于石墨烯二维宇宙中的“粒子”可以是相对论性的，具有分数电荷或多重自旋，甚至可能遵循新的量子统计类型。本次演讲将展示最近的实验，展示其中一些特性，并解释为什么这些高场载流子的拓扑性质使它们成为量子计算的潜在基石。

Peter Collings在Cunniff的讨论会前演讲

天体物理物质的辐射特性:在地球上复制天体物理物质的探索

吉姆·贝利，桑迪亚国家实验室，阿尔伯克基，新墨西哥州
2010年10月29日，星期五，下午12:45

随着百万焦耳级实验室设备的出现，创造恒星内部物质、吸积动力物体附近的极端辐射和替代白矮星大气成为可能。一个例子是Z它是世界上最大的脉冲发电机。Z为厘米尺度的实验提供大约20tw的电力，在几纳秒内，这种电力超过了世界上所有发电厂的总和。上面提到的三个研究课题都有一个特点，那就是十年前它们是不可能执行的。这次演讲将描述Z工厂的研究，证明这三种方法都是可以实现的。重大的挑战仍然存在，但随着这些主题向成熟的实现迈进，我们有动机问:哪些额外的天体物理研究可能受益于新的可行的实验室测量?

2010年10月27日，星期三，下午4:30，在Cunniff，由David Cohen进行的预讨论会

(几乎)无形的星系

贝丝·威尔曼，哈弗福德学院天文学系
2010年10月22日，星期五，下午12:45

在过去的五年里，在银河系和M31周围发现了二十多个矮星系。其中许多发现的星系比之前已知的任何星系的亮度都要低100倍，比银河系本身的亮度低100万倍。这些天体使天文学家对“星系”一词的意义产生了疑问。广域数字巡天(特别是斯隆数字巡天)的出现促进了这些发现，并预示着即将和未来的成像数据集将揭示出更大的人口。这些矮星是目前已知的暗物质占主导地位和金属含量最低的星系。因此，它们正在改变我们对最低亮度下星系形成的理解，是目前我们在小尺度上对暗物质特性最直接的追踪器。本次演讲将重点介绍对银河系中亮度最低的伴星的最新研究和研究，这些伴星的亮度小于太阳的1000倍。

更多信息可参阅威尔曼教授的网站．

等离子体中的弛豫、自组织和乱流

蒂姆·格雷，斯沃斯莫尔学院物理与天文学系最佳线上娱乐
2010年9月17日，星期五，下午12:45

大规模的结构可以自发地从湍流系统中产生，这个过程被称为自组织。自然界中的许多系统都表现出这种行为，等离子体也不例外。本文将介绍斯沃斯莫尔球形马克实验在等离子体湍流、自组织和弛豫方面的最新成果。最佳线上娱乐