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欧洲航天局高能空间望远镜Integral和xmm -牛顿望远镜帮助在今年早些时候突然出现在天空的空前明亮且快速演化的恒星爆炸中心发现了一种强大的x射线源。去年6月16日夏威夷的阿特拉斯望远镜首次发现了这一现象,并将其命名为“2018cow”。在那之后不久,世界各地的天文学家将许多太空和地面望远镜对准这个新发现的天体,它位于一个大约2亿光年之外的星系中。他们很快意识到这是一件全新的事情,仅仅两天时间,这颗天体的亮度就超过了之前观测到任何超新星的亮度。超新星是一颗老年大质量恒星发生的强烈爆炸,它将大部分物质排入周围的空间,将附近的星际尘埃和气体扫走。

博科园-科学科普:发表在《天体物理学》(Astrophysical Journal)上新论文展示了该天体存在100天以来的观测结果,涵盖了从无线电波到伽马射线的整个爆炸电磁波谱。这项分析包括欧洲航天局的Integral和XMM-Newton

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阻止量子计算机错误所需的相同代码也可能赋予时空结构固有的稳定性。1994年美国电话电报公司研究中心的数学家彼得·肖尔发现,这些假想设备可以快速分解大量数字,从而破解现代密码,使得“量子计算机”一举成名。量子计算机的实际建造仍有现实阻碍:物理部件的固有弱点。与普通计算机的二进制信息不同,“量子比特”由量子粒子组成,在同一时间内,这些粒子有一定概率处于两种状态中的一种,即| 0和| 1。量子位元相互作用时,其可能状态变得相互依赖,每一个| 0和| 1都有机会与另一组进行交流。随着量子位元在每项操作中变得越来越“纠缠”,偶然的可能性也会激增。维持和操纵同时发生可能性的指数增长是量子计算机在理论上如此强大的原因。

博科园-科学科普:但量子位元非常容易出错,最弱的磁场或流浪微波脉冲使它们经历“比特翻转(bit-flips)”与“相位翻转(phase-flips

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霍金:我到过银河系最远处,旅行进入过黑洞,还返回过时间的奇点

3月14日,注定不是一个平凡的日子。在这一天,数学家会花式庆祝圆周率日(圆周率π=3.1415927......),物理学家庆祝爱因斯坦的诞辰(今年是爱因斯坦140岁生日)。而今年的这一天,我们又多了一件要做的事——缅怀霍金。我们按照英文的26个字母顺序选择了26个“关键词”,以回忆那些与霍金有关的故事。

霍金:我到过银河系最远处,旅行进入过黑洞,还返回过时间的奇点

A

霍金:我到过银河系最远处,旅行进入过黑洞,还返回过时间的奇点

在过完21岁生日后的不久,霍金就被诊断出患有ALS(肌萎

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催化剂是化学媒人:能把其他化学物质聚集在一起,增加了它们相互反应的机会,从而产生人们想要的东西,比如燃料或化肥。由于一些最好的催化剂材料也相当昂贵,比如汽车催化转化器中的铂,科学家们一直在寻找方法来减少它们的使用量。现在科学家们首次直接、详细地观察了单个原子如何催化化学反应。这个反应和从汽车尾气中去除有毒一氧化碳反应是一样的,单个的铱原子比含有50到100个原子的铱纳米粒子效率高25倍。弗吉尼亚理工大学Ayman M. Karim领导的研究小组在《自然催化》上发表了研究结果。

博科园-科学科普:该研究的作者之一、美国能源部(Department of Energy) SLAC国家加速器实验室(SLAC National Accelerator Laboratory)的著名科学家西蒙r巴尔(Simon R. Bare)说:这些单原子催化剂现在是一个非常热门的话题,这给了我们一个新视角来观察反应,以及对它们如何运作的新见

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在我们银河系中最奇怪的恒星之一周围存在外星人的证据看起来并不乐观。这颗恒星不寻常的变暗现象得到了一些奇怪的理论:其中一种理论推测,是一种外星巨型结构造成了这些光线异常。但是,一项寻找外星人迹象的新研究并没有找到任何证据来支持这一理论。这样一个外星文明,有能力建造一个阻挡恒星的巨型结构,可能会使用激光进行通信。考虑到这一点,普林斯顿大学(Princeton University)本科生戴维·利普曼(David Lipman)与其他天文学家合作,主要利用公开数据,寻找所在恒星发出的激光特征。他们在研究报告中写道,没有发现哪怕是低功率激光的证据——即使是我们技术上年轻的文明也可以令人信服地管理这种激光。

博科园-科学科普:该研究报告已被《太平洋天文学会期刊》(journal Publications of The Astronomical Society of The Pacific)接受发表。该研究的主要作者、普林斯顿

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来自华丽的量子物理学,新一代半导体即将问世!

LED灯和显示器,以及高质量的太阳能电池板诞生于半导体的一场革命,它能有效地将能量转换为光,反之亦然。现在,下一代半导体材料即将问世。在一项新的研究中,研究人员发现,在他们改造照明技术和光电技术的潜力背后,隐藏着古怪的物理现象。将这些新兴所谓“混合半导体”的量子特性与其已有的进行比较,就像是将莫斯科芭蕾舞团比作千斤短跳。由乔治亚理工学院的研究人员领导的一个物理化学家团队称,由量子粒子组成的旋转团在这些新兴材料中波动,可以轻松地创造出非常理想的光电特性,这些相同的性质在现有半导体中是不现实的。

来自华丽的量子物理学,新一代半导体即将问世!

博科园-科学科普:在这些新材料中移动的粒子也参与了材料本身的量子运动,类似于舞蹈者吸引地板与他们一起跳舞。

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数学家艾伦·图灵的理论描述了所有脊椎动物共享的原始发育工具箱,它为所有类型的皮肤结构设定了生长模式。1952年在发育生物学家谈论Hox基因和转录因子,甚至理解DNA结构的很久之前,艾伦·图灵就有了一个大胆的想法。这位著名的数学家通过破解恩尼格玛密码加速了第二次世界大战的结束。他的理论概括了条纹、斑点和鳞片是如何在两种简单的假想化学物质或形态因子的相互作用下形成。几十年过去了,生物学家们才察觉到这个数学理论实际上可以解释无数的生物模式。

博科园-科学科普:哺乳动物的毛发、鸟类的羽毛,甚至人类嘴巴上的隆起物,都是由类似图灵的机制进化而来。现在小齿——覆盖在鲨鱼皮肤上像牙齿一样的突出物,或许也能被列入图灵机制的行列。佛罗里达大学(University of Florida)的研究人员最近发现,鲨鱼牙齿由一种类似图灵(turning)机制形成,这种机制由负责形成羽

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在开发出一种在室温下控制激子流动的方法之后,EPFL的科学家们发现了这些准粒子的新特性,这些特性将促使更节能的电子设备产生。这是是第一个在室温下控制激子流动。现在,来自EPFL纳米电子和结构实验室(lane)的科学家们又向前迈进了一步,已经找到了一种方法来控制激子的一些性质并改变激子产生光的偏振。这可以导致新一代的电子器件的晶体管,经历更少的能量损失和散热。科学家们的这一发现是电子学研究新领域的一部分,并于2019年1月4日发表在《自然光子学》上。

博科园-科学科普:激子是当电子吸收光并移动到更高能级时产生的,也就是固体量子物理学中所说的“能带”。这个被激发的电子在它之前的能带上留下一个“电子空穴”。因为电子带负电荷,而空穴带正电荷,所以它们被一个叫做库仑力的静电力束缚在一起。这个电子-电子空穴对被称为激子。

 

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美国能源部艾姆斯实验室(Ames Laboratory)一组实验人员和阿拉巴马大学伯明翰分校(University of Alabama Birmingham)的理论学家发现,铁镍酸盐超导体中存在一种新的物质状态,其寿命相当长,这种状态揭示了一种由激光诱导形成的集体行为,与超导性相竞争。艾姆斯实验室物理学家、爱荷华州立大学教授王季刚说:超导是一种奇怪的物质状态,电子对使其运动得更快。物理学家试图解决的一个大问题是,材料中的不同状态如何争夺这些电子,以及如何平衡竞争与合作,以提高超导状态出现时的温度。

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博科园-科学科普:为了更近距离的观察,王弘毅和他的团队使用了不到一万亿分之一秒的激光脉冲来拍摄一系列快照,其方式与闪光摄影非常相似。这种技术被称为太赫兹光谱,可以被认为是“激光频闪仪摄影”,许多快速图像显示了电子对在材料内部使用长波远红外线的微妙运动。实时观察这些动态和波动的能力是更好地理解它们的一种方式,这样我们就可以创造出更好的超导电子产品和节能设备。

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一组太空科学家在木星卫星木卫一第17次飞越木星时捕捉到了火山羽状物的新图像。12月21日冬至期间,朱诺号的四个相机捕捉到了木星卫星伊俄(Io)图像。伊俄是太阳系中火山最多的天体。朱诺卡姆,恒星参考单位(SRU),木星红外极光绘图仪(JIRAM)和紫外成像光谱仪(uv成像光谱仪)观察木卫一超过一个小时,提供了月球极地区域的一瞥以及活跃喷发证据。“朱诺号”任务的首席研究员、西南研究院空间科学与工程部副主任斯科特博尔顿(Scott Bolton)说:我们知道,通过多光谱观测木卫一极地区域,我们正在开辟新局面,但没人料到我们会如此幸运,能看到活跃的火山烟羽从卫星表面喷发出来。

博科园-科学科普:这是一个相当不错的新年礼物,向我们展示了朱诺有能力清楚地看到羽流。朱诺卡姆于12月21日12点、12点15分和12点20分在木卫一进入木星阴影之前获得了第一批图像。这些图像显示,月亮被

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