电子变得有序了(Electrons Come to Order)

在 1999年 ,科学家们发现 ,将一块结构形似三明治的光滑的砷化镓半导体晶体平板置于磁场中 ,让磁场垂直于平板 .若将晶体逐渐冷却并调整磁场到一个合适的强度 ,这时就能观察到晶体内的电子会一致地选择相对于晶轴方向运动 ,同时可测到在这个方向上有极大的电导值 .为什么电子会变得有序 ?这个问题长期困惑着科学家们 ,他们需要进行深入的研究 .最近美国Ｃｏｌｏｒａｄｏ大学的Ｌ .Ｒａｄｚｉｈｏｖｓｋｙ教授和Ｆｌｏｒｉｄａ大学的Ａ .Ｔ .Ｄｏｒｓｅｙ教授认为这种效应有点类似于在磁场作用下磁性材料的磁畴或者处于电场感应下的液晶分子 …     

为什么所有海岸线都是分形

几十年前，曼德勃罗特写下了他的著名论文：“英国的海岸线究竟是多长?”．在这篇论文中，他告诉我们，海岸线的确切长度是与我们用什么样的标尺来测量有关．测量标尺的长度可以是100km，1km，甚至于可以只有几米长，长度愈小的标尺可以测到海岸线上更多的凹凸不平之处，因此它测得的总长度就愈长．从这点出发，他将海岸线的基本几何特征定义为一个分形，其物理意义是：海岸线是一条非常弯弯曲曲的折线，而且从统计意义上来看，它们在各种尺度下具有自相似的特性．     

冰河期与螺旋臂

最近加拿大多伦多大学和以色列耶路萨伦大学的教授Ｎ .Ｓｈａｖｉｖ作了一项新的研究 .他认为地球的冰河期可能是由于太阳系在缓慢地通过银河系螺旋臂的特定位置时形成的 .根据这个设想 ,他发现在过去的几亿年内 ,到达地球的宇宙线通量的显著变化与地质学上所记录的冰河期的出现有着一定的相关性 .银河系的螺旋臂并不是一个严格固定的参量 ,它是受银河系密度波动影响的一个不稳定的参数 .随着密度波的起伏形成许多巨大的星球 ,然后又爆炸成大量的超新星 ,这些正是宇宙射线的发射源 .因此当太阳系运行在银河系的主螺旋臂时 ,地球将会接收到较…     

激光射枪(Optical Pea Shooter)

英国Ｂａｔｈ大学的Ｆ .Ｂｅｎａｂｉｄ教授及其研究组用一束激光将聚苯乙烯小球推进入空心的光纤管中。过去曾经用激光射枪成功地将粒子推入到毛细管内 ,但激光在通过毛细管时 ,由于在这类管壁上激光会迅速地泄漏 ,所以推进的效率不高。现在Ｂａｔｈ大学的研究组将毛细管用光学纤维的空心管来代替 ,这种材料在激光通过光纤管时能约束激光 ,因而极大地提高了作为射枪的效率。他们的实验是将直径为 5 μｍ的聚苯乙烯小球以每秒 1 1ｃｍ的速度在光纤管内推进 ,氩激光束的功率是 80 μＷ。研究组认为 ,这项技术最终将对在比较复杂的生物样本中…     

40周岁的半导体激光

在 21 世纪,有大批价值接近几十亿美元的现代工业都是与半导体激光相联系的,如数码录象机、条形码扫描器和高速光纤通信设备等.但这些技术都是在40年前,在一些不太著名的实验室内研制成功的.其中的一个产品是光盘游戏机,它也在今年秋天庆祝它 20 周年的生日.激光二极管是指在半导体中的电子与空穴在半导体界面上发生湮灭时产生光的过程.半导体能高效率地将电能转变为光能的这个设想刚提出来时,就受到了一些科学家的嘲笑与怀疑,他们认为这种转变机理与常规的固体激光器和气体激光器的产生机理有很大的差别,而且有可能会违反热力学第二定律.但…     

日冕高温之谜

作为常识 ,我们都知道太阳表面的温度是 6 0 0 0K ,但在太阳表面附近的大气层 ,也就是一层薄薄的过渡层内 ,天文物理学家称之为日冕的区域 ,它的温度却可高达几百万度 .这个现象一直困扰着太阳物理学家们 ,他们不知道是什么原因使过渡层的温度会比太阳表面高出 10 0 0倍左右 .在 1990年 ,太阳与日光层观测卫星 (简称为SOHO)首次证实 ,在太阳表面围绕着一束磁力线网络 ,科学家们称之为光球 .这些磁力线都终结于太阳表面 ,因此在太阳表面处形成了一个固定出现的磁回路的“粗毛地毯” .磁回路间会发生相互间的合并、爆破、直至消失 .面对这些…