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2024-03-23 生活常识 关注公众号
北京大学的研究小组成功捕获了频率为纳赫兹的双黑洞引力波,这是物理学领域的一个重大突破。该数据揭示了另一个星系中一对超大质量黑洞的存在,并提供了解释暗物质、天体膨胀以及宇宙缺陷等多种可能因素的新证据。 IceCube协作组的最新研究表明银河系中存在大量的蓝色模糊斑块,它们被认为是宇宙射电、光学和伽马射线波段成像的结果。未来天文学家计划进一步研究这些斑块背后隐藏的秘密。
以下文章来源于中国物理学会期刊网,朱星编译

北京大学 朱星 编译自 

Physics,December 18,2023

本文选自《物理》2024年第2期

追踪怪物引力波

2023年最大的突破之一是发现了我们银河系正在一个巨大的引力波海洋中扬帆远航,这些引力波的周期在几十年的时间尺度中飘摇。四个射电望远镜研究组独立地捕捉到了频率为纳赫兹的波,通过记录来自“宇宙灯塔”脉冲星的脉冲到达时间的微小变化而获得,从而提供了引力波存在的证据。对这些波最有说服力的解释涉及到来自另外一个星系的一对超大质量黑洞。这个信号与暗物质、天体膨胀或者宇宙缺陷等因素均有关系。(

Physics,June 29,2023)

银河系的中微子成像

2023年6月29日,IceCube协作组公布了第一幅银河系的中微子图像。这幅图由一系列蓝色模糊且互相结合的斑块组成,大致上与射电、光学和伽马射线波段的成像相符合。IceCube的Naoko Kurahashi Neilson刚刚看到这幅图时有些瞠目结舌,他说:“回想一下历史上所有观察银河系的人吧,不管是用裸眼还是通过望远镜,从来没有人见过这种图像。真是激动人心!”目前天文学家正在研究这幅图中隐藏的秘密。(

Physics,June 29,2023)

银河系的天文图片(上图是光学成像,下图是中微子成像)

避开量子引力波?

许多物理学家期望在所有基本力中发现量子现象。但是引力并不满足这种期待,需要从其他各种力学理论中找出经典的时空图像中量子化的引力。最新的理论工作提出不同的方案:在保持传统时空图像的基础上,通过在引力与其他力耦合的机理中加入一些随机性。这种处理的一种优势是可以在弯曲的时空面上描述量子场的效应。研究人员提出检测这种新理论的实验方法,比如将两个质量利用引力造成纠缠,或者观察处于引力场中物体重量的涨落,由此验证是否存在量子引力波。(

Physics,December 4,2023)

细胞内信号传递的有效方式

信息传递把生物与非生物区别开来。生物有机体与周围环境不仅存在不停的能量交换,而且它们以一种交替方式发送和接收信息。研究人员采取一种新方式来确定细胞中用于在组分之间传递信息所需的能量。通过三种主要的信息传导机制(电流、分子扩散和声波)来确定消耗适当能量进行信息传递的距离。这一发现有助于研究人员定量确定生物传导的效率,以此理解在生命体中能量和信息交换的过程。(

Physics,August 7,2023)

细胞内信号扩散机制图示。信号发送器(蓝球)调制传导分子(小红球)扩散到接收器(黄球)的浓度

量子网络的中继器

为了发展实用的量子通讯网络,研究人员构建了一种利用陷获离子技术的量子中继器。在量子网络中,量子比特(Qubit)一般是通过光纤以纠缠光子形式交换的。但是,光在光纤中的衰减限制了最终的传输距离,在这个距离之内,光子可以可靠地交换。离子型量子中继器可以在通讯两端的中间节点起到补偿光子损失的作用。研究人员在50 km连接中展示了这种中继器,这个距离已经可以满足某些应用的需求。这一进展也开辟了近期数百公里量子传输的道路。(

Physics,May 22,2023)

物理学家如何面对人工智能?

人工智能和机器学习(AI/ML)在物理学中的应用日益增加。毋容置疑,在某些应用中可以调用大量数据以提取有价值的物理观点,这显示了AI/ML的优势。然而,如马里兰大学Sankar Das Sarma所写,AI/ML的潜在应用超过了日常工具的范畴,或许可以用于革命性地发现新的物理概念和新的物理理论。Das Sarma表示,物理学家不能仅仅是被动地使用AI/ML,应当努力理解什么条件下能够成功,以及什么时候不成功。他说:“我们不能仅仅要求AI/ML为我们做什么,而且要为AI/ML做贡献”。(

Physics,October 2,2023)

行星安全区

理论上讲,世界总会发生碰撞。这是研究太阳系混沌理论的物理学家所担心的,他们发现行星在百万年时间尺度上应当偏离它们的轨道,因而有可能造成行星碰撞。然而,太阳系已经稳定存在了十亿年时间。最新的研究结果揭示了避免这种灾难性碰撞的原因。研究人员确认,太阳系中存在一批物质,它们遵从守恒定律,类似于支配角动量守恒的定律。这些定律“指导”行星的混沌运动,因此使得轨道偏移的机会很低。(

Physics,May 3,2023)。

太阳系内如何避免行星碰撞

高精度的分子钟

近来手表又回到了我们的生活中,但物理学最新的计时方式可能是分子钟(molecular clock)。常见的高精度时钟采用俘获原子的方式,而同样的原理可以用在俘获分子。研究人员使用锶分子(Sr

2)构建了目前最精密的分子钟,其精确度可达10

-14,比几年前达到的精度提高了两个数量级,可以用作THz的频率标准,作为一个研究新物理的平台。尽管来自锶分子振动能级跃迁的时钟精确度不如原子钟,但是这种钟可以用于特殊场合。比如,通过使用由锶不同的同位素制成的具有不同频率的分子钟,可以寻找假设与引力有关的作用力。(

Physics,March 28,2023)

抵消水波冲刷

为了减少海浪对海岸线的侵蚀,研究人员制作了一个6 cm宽的水槽,用来“吞噬”水波。当某些适当频率的波到达通道侧面一对共振腔时,这些水波会消失——从那一点开始,由于共振腔产生了反射,因而消除了所有进一步的传播。一位研究波传导的专家表示,这个想法可以用来制作相应的堤坝,以减少海浪漫过的危险,或者是从海浪中提取能源的系统。(

Physics,November 17,2023)

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冬季养藏:适应天时,增强正气,提升网络素养

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平静,隐藏一些私欲,如果有得到,这就是内心的安静。从这个角度来说,我们在冬季应当保持心境平和,避免过度激动或抑郁,这样可以帮助身体更好地适应冬季环境和提高免疫力。同时,也可以适当地进行一些调节心情的活动,比如阅读、冥想等。

生活常识 11.10
国家医保局详解检验费用降价原因与要求,呼吁保护医护人员的劳动成果!

国家医保局详解检验费用降价原因与要求,呼吁保护医护人员的劳动成果!

国家医保局回应检验价格调整问题,明确4个首批试点项目及其背后成本考量。部分地区已有上调趋势,部分省市率先实行。专家建议,相关部门需继续制定政策平衡各方利益,减轻民众就医负担。

生活常识 11.10
未料疏忽教育方式导致卵巢提前衰老:36岁妈妈怒斥孩子做作业

未料疏忽教育方式导致卵巢提前衰老:36岁妈妈怒斥孩子做作业

汪女士由于辅导孩子作业频次较高而与家人争吵并被诊断为卵巢早衰,引起了她情绪不稳定。经过一段时间的治疗和调整,她已经明显的改善了情绪状态。 需要注意的是,卵巢早衰并非所有女性都会患上,它可能与各种因素有关,如生活习惯、遗传、荷尔蒙失衡等。因此,对于这类情况,应及时就医,避免延误病情。

生活常识 11.10
闵杰教授:探索科学之路,用热情和毅力追求真实结果;细胞Press全球荣誉,展示科学家们不懈的努力与成果

闵杰教授:探索科学之路,用热情和毅力追求真实结果;细胞Press全球荣誉,展示科学家们不懈的努力与成果

勇于挑战已知的知识,追求真理。 关键词:科学创新;闵杰;武汉大学高等研究院教授;有机太阳能电池稳定性;Cell Press细胞出版社;全球科学50人(50 Scientists that Inspire)。

生活常识 11.10
关于在重要刊物上发表论文的错误修正经验:记述与借鉴

关于在重要刊物上发表论文的错误修正经验:记述与借鉴

中国科学家首次独立测定并发表了中国首个大分子量蛋白质——天花粉蛋白。但在1985年的上海会议上,由于缺少对天花粉蛋白结构的精确测定,导致了一处遗漏,导致该蛋白质的一级结构中的一小段出现差错。这引起了包括美国在内的学者的关注。汪猷院士对此表示十分重视,并最终与期刊编辑部联系,公开承认了自己的错误,并主动承担责任。经过与同事的反复核实,汪猷确认了自己研究的结果,并在其科学论文中进行了修正。此后,他一直以严谨的态度对待每一项课题,对自己的负责,从路线设计到数据分析,再到写成论文或实际应用,都严格要求自己。最终,他的这一举动不仅纠正了错误,还赢得了科研界的高度认可。

生活常识 11.10
科学家领导:掌握未来,从这十位年轻人才开始

科学家领导:掌握未来,从这十位年轻人才开始

发了一系列利用CRISPR-Cas9技术制备的癌症疗法,并且取得了一些突破性的进展。 首先,我们来看看Alexis Komor博士的成功研发。他成功开发了一个碱基编辑器,这标志着该领域的一个重要里程碑。此外,他的这项工作也推动了碱基编辑技术在临床研究中的应用。 然后是 Jonathan Gootenberg博士和Omar Abudayyeh博士的工作。他们发现了两种名为Cas13和Cas7-11的酶,这种新的发现可以为免疫疗法领域和设计更安全的CRISPR系统提供新的可能性。 最后, Patrick Hsu博士的工作则带来了另一种新的治疗途径。他发现了CasRx,这是一种靶向RNA的CRISPR酶,这意味着它可以直接作用于RNA剪接错误引发的疾病。 总的来说,这些年轻科学家的研究为基因编辑技术和CRISPR系统的进步做出了巨大的贡献。他们的工作正在推动我们走向一个更加美好的未来。

生活常识 11.10
中国最壮观的三座咸水湖:青海湖、色林错与纳木错

中国最壮观的三座咸水湖:青海湖、色林错与纳木错

湖发育形成的断裂构造带,这些地势较低的断裂凹陷盆地和洼地汇集周围的水,形成了咸水湖。我国最大的咸水湖是位于北美洲的苏必利尔湖,总面积约为8.24万平方千米。我国最大咸水湖为位于亚洲中部的里海,总面积约为37.1万平方千米,相当于两个湖北省的面积。中国湖泊分布图显示,我国湖泊主要分布在青藏高原和东部平原两大湖泊分布区。

生活常识 11.10
享受夏日甜蜜,莲藕抓紧时机,美味又健康

享受夏日甜蜜,莲藕抓紧时机,美味又健康

我国莲藕种类繁多,口味多样。炸藕盒、莲藕排骨汤等是人们常食之物。其营养价值高,含碳水化合物、膳食纤维、蛋白质、维生素C和矿物质钾等。因其富含不溶性膳食纤维和较高的钾含量,故不宜将其作为主食食用。尽管如此,其富含的维生素C仍对人体有益。不过,烹饪会影响其维生素C的保留率。

生活常识 11.10
学生回归田园,体验劳动之乐:从学校走向生活的深度思考

学生回归田园,体验劳动之乐:从学校走向生活的深度思考

大桥头乡中心小学的学生们在劳动教育活动中亲身体验到种植粮食的艰辛,懂得了尊重和节约粮食的价值,也提升了学生的劳动技能和品德素养,同时推动了“双减”政策的实施。 请务必注明以上信息的来源,“版权声明”等说明材料,请您按照规定的要求提供。如果您有其他内容或疑问,欢迎随时联系我们,我们会尽力为您解答。

生活常识 11.10