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本科生取得重要研究成果:统一了线和面上的力

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       汽车爬坡,受曲线上的力;飞机绕地球飞行,受曲面上的力。近日,《欧洲物理杂志C辑》(粒子与场论)在线发表我院本科2013级应用物理专业胡樑栋、连丁坤及其指导老师刘全慧教授的研究成果:向心力定律与超曲面上粒子的运动方程,统一了线和面上的力。该杂志是物理学JCR分区中的SCI一区刊物,2015年影响因子4.9。
 
寻找规律的统一性是物理学的根本任务之一。在物理学中,当一个物体局限在一条曲线上运动时,例如圆周运动、汽车爬坡等,会受到一个力;而当一个物体局限在曲面上运动时,例如球面运动、飞机绕地球飞行等,受到另外一个力。这两个力都为物理学界普遍接受也广泛使用,没有人注意到这二者可以统一起来。胡樑栋、连丁坤在刘全慧教授的指导下,将向心力的公式加以改造,发现线和面上的力是同一个力:统一称之为向心力。新的向心力定律具有极大的普适性,不仅仅包括了三维空间的线和面上的运动,还包括了任意维空间中的曲线和超面上的运动。
 
刘全慧教授理论物理博士物理学教授凝聚态物理博导湖南大学理论物理研究所所长该研究课题是刘全慧教授的国家自然科学基金项目的一部分,同时得到物理与微电子科学学院“本科生科研能力提升计划”支持
 
胡樑栋连丁坤今年春节没有回家过年,主动联系刘全慧教授从事理论物理研究。刘全慧教授当时欣然允诺,和两位学生一起利用假期做科学研究,他们还专门到数学院旁听研究所需要的学习的《微分几何》课程知识,两个月时间,在老师的指导下,胡樑栋连丁坤用微分几何和哈密顿力学的语言完成了论文。
 
论文网址:http://link.springer.com/article/10.1140/epjc/s10052-016-4473-2