出人意料的电子电偶极矩上限

几十年来,实验物理学家都在尝试利用原子或分子束技术来测量电子的电偶极矩(EDM)。尽管还没有测出电子电偶极矩的具体大小,他们却不断地给出了更精确的电子电偶极矩上限值。这些实验通常在普通实验室的光学平台上进行,却对粒子物理研究有重要价值,而粒子物理实验通常是在巨大的粒子加速器上进行的。不少物理学家认为,EDM实验是用于研究超出粒子物理标准模型的新物理的最快和最廉价的手段。     

恒星爆炸为宇宙添砖加瓦

<正>恒星内部的核反应,特别是超新星爆发,创造出宇宙的建筑材料,即比氢和氦更重的元素。《科学》(Science)网站上发表了两篇论文,一篇论文首先提出,超新星产生了足够的磷,这是生命不可缺少的元素,在大尺度的宇宙中是有一定比     

用于成像超冷费米原子气的量子显微镜

为捕获于光阱中的冷原子拍照,需要配合使用一个快速“闪光”,将它们照亮。而不幸的是,闪光会使冷原子热起来,并将它们从光阱逐出。两个新实验绕过了这个问题,通过使用一组激光光束,在冷却原子的同时,成功地拍摄到一个个冷原子的空间占位。这类量子气显微镜用于成像费米冷原子,尚属首次。新实验为使用冷原子模拟强关联系统中的电子提供了机会,例如模拟高温超导体和超巨磁电阻材料。在过去的几年里,研究人员已经对光学晶格中的玻色原子实现了量子气显微镜成像。使用光频饴(光学粘胶)和其他技术, 在成像过程中保持原子气冷却。与玻色原子相比,费米原子不容易“上像”。这主要是因为,作为费米原子,如锂-6和钾-40,它们更难被冷却。但现在,两个研究组已经成功地摄取了冷费米原子的图像：Zwierlein和他在麻省理工学院的同事展示了他们针对钾原子气的成像技术;而哈佛大学的Greiner等则是完成了对锂原子的成像。     

制作量子温度计的秘诀

理论家描述了一种最好的纳米尺度温度计。运用物理学定律,可以从实验上突破测量细胞或者微电子线路内部温度的极限。根据最近的理论,最精确的纳米温度计是一个二能级的量子系统。理想条件是体系的低能级有一个量子基态,而在较高能级上有多个态。这个团队给出了在实验条件范围内温度计精度的理论极限。他们的结果可以改进灵敏温度计的设计,用这种温度计可以探测化学和生物反应中的纳米物理现象,跟踪电子线路中热流的走向,或者用于医学示踪细胞内的情况。     

对癌症治疗的粒子束成像

2014 年因病死亡人数中有将近1/7 是由癌症导致的,并且新增肿瘤患者数量为1400 万。其中,多数患者选择接受放射治疗或者放疗联合化疗以及手术等治疗手段。放射治疗的最终目标是使高剂量区域均匀分布在肿瘤靶区,同时使正常组织得到有效保护。
在过去10—15年间快速发展起来的新型放射治疗技术当属质子和碳离子放射治疗。离子束用于临床治疗最早由Robert Wilson 提出,其不同于X射线的主要优势在于倒转的深度剂量分布,即Bragg峰。而离子束的能量决定了离子束的射程。因此,在肿瘤放射治疗中医生通过选择合适的离子束能量就可使高剂量区域精确分布在肿瘤靶区,而肿瘤后面的正常组织得到有效保护。     

一种薄膜中颗粒自动分层的新机制

一般制备固体表面上薄膜的方法是在固体表面涂抹一层含有固态胶体颗粒的液体膜,然后令液体蒸发而成。染料和墨水就是由悬浮在液体中的小颗粒构成的典型胶体。当液体蒸发时,这些颗粒融合在一起形成薄膜。研究人员从理论和实验两方面展示新的结果：如果颗粒尺寸足够大,两种不同尺寸的颗粒会在干燥过程中分层。较小颗粒形成的层位于大颗粒层的上方。这种分层方式与常规方式相反。如果制备某种胶体,能够在干燥过程中形成双层结构,则这种效应可以用来创造具有特殊性能的化妆品或者电子器件。     

薄片上弯曲的X射线

在薄片上一个细微的波导像光纤一样将X 射线弯折,这可能会推进分子尺度的成像。
通常来说,控制X光传播的技术不改变它的直线传播特性,不过科研工作者现在可以制备出弯曲的波导,而且小到可以置入一小块薄片中。这种波导是在一小片金属上刻入的纳米尺度通道,它可以束缚纤细的相干X射线束,从而用于高分辨X射线成像。这个装置将光束偏折了30°,因此比传统设备在更小的尺度上实现方向的控制。这个波导可以增强纳米尺度X射线成像的分辨率,也可以用于化学反应的超快探测。     

黑洞有量子软毛

四十年前,Stephen Hawking 提出了一个挑战标准量子物理的观点：黑洞可以摧毁信息。这催生了被称为“黑洞信息疑难”的悖论,至今悬而未决。Hawking 本人和他剑桥大学的同事Malcom Perry 以及哈佛大学的Andrew Strominger 的新研究显示,这个悖论的一些前提可能是错的。他们的工作并没有完全解决问题,不过却指出了一个有望终结这个悬案的方向。     

奥本海默——天才的灵魂深处

罗伯特·奥本海默(J. Robert Oppenheimer,1904—1967)是著名的美国犹太裔物理学家,曼哈顿计划的主要领导者之一,被誉为美国“原子弹之父”。对于这样一位功勋卓著的人物,历史总是不乏纷纷议论和各色反响。美国著名物理学家弗里曼·戴森(Freeman Dyson)2013 年为Ray Monk 新著《身处高层核心的奥本海默》写下了这篇评论,希望以下摘译能增进《物理》读者对历史的多角度理解和联想。     

看住公共资产

澳大利亚刚刚发布了“综合战略资产管理指南”,它主要是告诉负责管理公营部门资产的专业人员如何妥善管理资产。随着澳大利亚联邦、各州和各领地政府建造项目的资产价值超过6000亿澳元,如何让这些资产发挥最大效益已经成为社会十分关注的问题。