盤點2019丨學術面前沒有假裝明白,只有頂禮膜拜

2019-12-30 14:32:24 來源: 科技日報 作者: 劉義陽

?文/劉義陽

人類文明的演進

離不開科學技術的發展

每次進步

都引得眾人為之吶喊稱贊

但也存在另一個問題

那就是真心讓人 

 看…不…懂!

身為科技日報的小編也不例外

每每看到最新科研論文和成果報告時

內心總會嘶喊道↓↓

面對這一年的盤點任務

小編冒著禿頭的風險

精選并整理了其中一些

看看各位老鐵能看懂幾條


1、原子可同時為固態和液態

我們知道,水可以在液、固、氣等其他狀態下變化。而在今年,科學家又發現了物質“新狀態”,即原子可同時為固態和液態兩種狀態。

圖片來源:物理學家組織網

英國愛丁堡大學物理天文學院的安德里亞斯·赫爾曼說:“鉀是我們知道最簡單的金屬之一,但是如果你擠壓它,它會形成非常復雜的結構。我們已經證實,這種不同尋常但穩定的狀態,部分是固態,部分是液態。在其它材料中重現這種不同尋常的狀態可以有各種各樣的應用?!?/span>

根據通過模擬大約20000個鉀原子在極端條件下的表現,科學家發現在極端條件下能夠形成兩個相互關聯的固體晶格結構的原子。這些強烈的化學相互作用可使原子在受熱時保持固態,其它原子熔化形成液態。

小編想說:還有一條重大發現!喵星人也是這種狀態,可以適應各種各樣的環境。有圖為證,實錘了↓


2、史上最黑材料出爐

最黑的材料又有了新紀錄。今年9月,麻省理工學院的研究者意外搞出了一種新型的超黑材料,這一次它吸收入射光線的比例達到了99.995%,比起之前的超黑材料Vantablack又黑了一個數量級。

圖片來源:物理學家組織網

目前研究人員尚不清楚它為何如此之黑,但對其潛力充滿期待。該物質可以被用于望遠鏡和照相機以消除眩光,也有專家正考慮利用它保護太空望遠鏡。

不過,真正引起小編注意的是:研究者與一位藝術家(Diemut Strebe)合作,用超黑材料做了一個藝術作品。這件作品名叫“虛榮的救贖”(The Redemption of Vanity),它的內容就是:將一顆16.78克拉的天然黃鉆(約價值200萬美元)表面用碳納米管材料完全覆蓋,讓它從璀璨閃亮變成了漆黑一片……

小編想說:正經八百的科技!賽過村里鍋底灰。另外,黃鉆的提供者先別走,小編想和你做朋友……


3、三維量子霍爾效應首次被驗證

中國科學技術大學喬振華課題組與南方科技大學張立源課題組等合作,經過5年多的努力,首次在毫米級的碲化鋯材料上觀測到三維量子霍爾效應,引發學術圈關注。

圖片來源:中國科學技術大學網站

上圖為三維量子霍爾效應及電荷密度波示意圖,由于磁場效應,體內電子在面內的運動形成朗道能級。在僅有一個Landau能級被占據的量子極限下,更強的電子關聯效應導致電荷密度波的形成,并進而使得體系轉化為三維量子霍爾絕緣體。 

自1980年發現量子霍爾效應后,人們把注意力集中在二維體系里。這次在毫米級的宏觀尺度上實現了三維量子霍爾效應,補全了霍爾效應家族一個重要的拼圖。

小編內心os:字都認識,連到一起完全看不懂。研究量子物理的,應該是人類最聰明的一群人吧!


4、不明覺厲求解器

今年11月,我國自主研發的“杉數數學規劃求解器”在世界知名求解器公測平臺、米特爾曼教授的測試集上位列第一,成為我國第一個自主研發的商業級別求解器。

使用COPT求解器的命令行工具求解問題

其速度比第二名快了40%多?!敝袊\籌學會理事長、研究員胡旭東說,“求解器就好比是電腦的操作系統,解決不同問題的數學模型就是一個個軟件。一個求解器可以衍生出很多垂直的場景,盡管這些場景看上去差別很大,但本質上相通。救護車調度、航班規劃、庫存優化……這些從數據到決策的轉化工作,都可以利用運籌學模型與機器學習將實際問題轉化為數學模型求解?!?/span>

可以看到,求解器雖然看不見,摸不著,但卻關系到國計民生的方方面面。好比是電腦的操作系統,解決不同問題的數學模型就是一個個軟件。

小編吐槽:太難了!坐在電腦前,仿佛穿越回當年數學考場中的自己,面對題目,只默默寫下了一個字。


5、阿秒鐘是不是座鐘?

今年12月,中科院武漢精密測量院柳曉軍團隊與合作者提出了一種新穎的、完全基于離子碎片探測的分子阿秒角條紋(亦稱分子“阿秒鐘”)方案。

方案首次將基于“阿秒鐘”的隧穿時間測量拓展到分子體系,得出該時間上限為10阿秒(1阿秒=10的負18次方秒)。

隧穿效應:經典力學中由于能量不足無法穿過的能壘墻,在量子力學中有一定概率穿過   圖片來源:知乎作者小侯飛氘

正常情況下,人是絕對不可能穿墻而過的,但在微觀世界中,如果將勢壘理解為一座高墻,當一個粒子朝向一個勢壘運動時,它有一定的幾率直接穿墻而過。

量子隧穿對理解眾多自然現象,如恒星核聚變、放射性衰變等起著至關重要的作用,同時也是掃描隧道顯微鏡等現代科學儀器的物理基礎。

小編想說:一阿秒有多短我不知道,量子能不能穿墻我也不敢問。我只知道我的頭發要保不住了!

6、超大水晶球,逼“幽靈粒子”現身

地球上最大的有機玻璃球多大?

直徑35.4 米!

它位于江門中微子實驗基地內,是中國最復雜的高能物理實驗裝置,目的則是用來捕捉中微子。

江門中微子實驗探測器示意圖 圖片來源:中科院高能所

中微子是什么?它是組成自然界的一種基本粒子,在宇宙中廣泛存在,但又很神秘。大多數粒子物理和核物理過程都伴隨著中微子的產生,例如太陽發光、超新星爆發、宇宙射線、核反應堆發電等。

它們不帶電,質量極小,幾乎不與其他物質發生相互作用,如幽靈一般穿透地球,來無影去無蹤,每秒鐘就有 3 億億個來自太陽的中微子穿過每個人的身體。

江門中微子實驗基地規劃圖圖片來源:中科院高能所

中國科學院高能物理學家曹俊說:“江門中微子實驗旨在測定中微子質量順序、精確測量中微子混合參數,同時也將研究大氣中微子、太陽中微子、超新星中微子、地球中微子等。測定中微子質量順序,不僅有助理解微觀的粒子物理規律,也將對宇宙學、天體物理學、地球物理學作出重大貢獻?!?/span>

這項研究是一個龐大的長期工程。江門中微子實驗合作組于2014年由高能所發起成立,吸引了來自17個不同的國家和地區、77個高校與科研院所、600多位科研人員。設備預計 2022 年建成。與當前最好的國際同類設備相比,它的規模要大 20 倍,精度提高近一倍。

小編想說:歡迎來到魔法世界。好了,不說了,小編去買假發了!


看到不少網友都在問

研究這東西有什么用?

的確

這些與我們的生活相距甚遠

但回想4G在普及前

大家只想到網速可能更快了

看電影不卡了

沒有人能預料移動支付和

直播外賣等服務的興起

對我們的生活帶來了翻天覆地的變化

圖片來源:視覺中國

2019

頭發掉光,心里發慌 

2020

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