盘点2019丨学术面前没有假装明白,只有顶礼膜拜

2019-12-30 14:32:24 来源: 科技日报 作者: 刘义阳

​文/刘义阳

人类文明的演进

离不开科学技术的发展

每次进步

都引得众人为之呐喊称赞

但也存在另一个问题

那就是真心让人 

 看…不…懂!

身为科技日报的小编也不例外

每每看到最新科研论文和成果报告时

内心总会嘶喊道↓↓

面对这一年的盘点任务

小编冒着秃头的风险

精选并整理了其中一些

看看各位老铁能看懂几条


1、原子可同时为固态和液态

我们知道,水可以在液、固、气等其他状态下变化。而在今年,科学家又发现了物质“新状态”,即原子可同时为固态和液态两种状态。

图片来源:物理学家组织网

英国爱丁堡大学物理天文学院的安德里亚斯·赫尔曼说:“钾是我们知道最简单的金属之一,但是如果你挤压它,它会形成非常复杂的结构。我们已经证实,这种不同寻常但稳定的状态,部分是固态,部分是液态。在其它材料中重现这种不同寻常的状态可以有各种各样的应用。”

根据通过模拟大约20000个钾原子在极端条件下的表现,科学家发现在极端条件下能够形成两个相互关联的固体晶格结构的原子。这些强烈的化学相互作用可使原子在受热时保持固态,其它原子熔化形成液态。

小编想说:还有一条重大发现!喵星人也是这种状态,可以适应各种各样的环境。有图为证,实锤了↓


2、史上最黑材料出炉

最黑的材料又有了新纪录。今年9月,麻省理工学院的研究者意外搞出了一种新型的超黑材料,这一次它吸收入射光线的比例达到了99.995%,比起之前的超黑材料Vantablack又黑了一个数量级。

图片来源:物理学家组织网

目前研究人员尚不清楚它为何如此之黑,但对其潜力充满期待。该物质可以被用于望远镜和照相机以消除眩光,也有专家正考虑利用它保护太空望远镜。

不过,真正引起小编注意的是:研究者与一位艺术家(Diemut Strebe)合作,用超黑材料做了一个艺术作品。这件作品名叫“虚荣的救赎”(The Redemption of Vanity),它的内容就是:将一颗16.78克拉的天然黄钻(约价值200万美元)表面用碳纳米管材料完全覆盖,让它从璀璨闪亮变成了漆黑一片……

小编想说:正经八百的科技!赛过村里锅底灰另外,黄钻的提供者先别走小编想和你做朋友……


3、三维量子霍尔效应首次被验证

中国科学技术大学乔振华课题组与南方科技大学张立源课题组等合作,经过5年多的努力,首次在毫米级的碲化锆材料上观测到三维量子霍尔效应,引发学术圈关注。

图片来源:中国科学技术大学网站

上图为三维量子霍尔效应及电荷密度波示意图,由于磁场效应,体内电子在面内的运动形成朗道能级。在仅有一个Landau能级被占据的量子极限下,更强的电子关联效应导致电荷密度波的形成,并进而使得体系转化为三维量子霍尔绝缘体。 

自1980年发现量子霍尔效应后,人们把注意力集中在二维体系里。这次在毫米级的宏观尺度上实现了三维量子霍尔效应,补全了霍尔效应家族一个重要的拼图。

小编内心os:字都认识,连到一起完全看不懂。研究量子物理的,应该是人类最聪明的一群人吧!


4、不明觉厉求解器

今年11月,我国自主研发的“杉数数学规划求解器”在世界知名求解器公测平台、米特尔曼教授的测试集上位列第一,成为我国第一个自主研发的商业级别求解器。

使用COPT求解器的命令行工具求解问题

其速度比第二名快了40%多。”中国运筹学会理事长、研究员胡旭东说,“求解器就好比是电脑的操作系统,解决不同问题的数学模型就是一个个软件。一个求解器可以衍生出很多垂直的场景,尽管这些场景看上去差别很大,但本质上相通。救护车调度、航班规划、库存优化……这些从数据到决策的转化工作,都可以利用运筹学模型与机器学习将实际问题转化为数学模型求解。”

可以看到,求解器虽然看不见,摸不着,但却关系到国计民生的方方面面。好比是电脑的操作系统,解决不同问题的数学模型就是一个个软件。

小编吐槽:太难了!坐在电脑前,仿佛穿越回当年数学考场中的自己,面对题目,只默默写下了一个字。


5、阿秒钟是不是座钟?

今年12月,中科院武汉精密测量院柳晓军团队与合作者提出了一种新颖的、完全基于离子碎片探测的分子阿秒角条纹(亦称分子“阿秒钟”)方案。

方案首次将基于“阿秒钟”的隧穿时间测量拓展到分子体系,得出该时间上限为10阿秒(1阿秒=10的负18次方秒)。

隧穿效应:经典力学中由于能量不足无法穿过的能垒墙,在量子力学中有一定概率穿过   图片来源:知乎作者小侯飞氘

正常情况下,人是绝对不可能穿墙而过的,但在微观世界中,如果将势垒理解为一座高墙,当一个粒子朝向一个势垒运动时,它有一定的几率直接穿墙而过。

量子隧穿对理解众多自然现象,如恒星核聚变、放射性衰变等起着至关重要的作用,同时也是扫描隧道显微镜等现代科学仪器的物理基础。

小编想说:一阿秒有多短我不知道,量子能不能穿墙我也不敢问。我只知道我的头发要保不住了!

6、超大水晶球,逼“幽灵粒子”现身

地球上最大的有机玻璃球多大?

直径35.4 米!

它位于江门中微子实验基地内,是中国最复杂的高能物理实验装置,目的则是用来捕捉中微子。

江门中微子实验探测器示意图 图片来源:中科院高能所

中微子是什么?它是组成自然界的一种基本粒子,在宇宙中广泛存在,但又很神秘。大多数粒子物理和核物理过程都伴随着中微子的产生,例如太阳发光、超新星爆发、宇宙射线、核反应堆发电等。

它们不带电,质量极小,几乎不与其他物质发生相互作用,如幽灵一般穿透地球,来无影去无踪,每秒钟就有 3 亿亿个来自太阳的中微子穿过每个人的身体。

江门中微子实验基地规划图图片来源:中科院高能所

中国科学院高能物理学家曹俊说:“江门中微子实验旨在测定中微子质量顺序、精确测量中微子混合参数,同时也将研究大气中微子、太阳中微子、超新星中微子、地球中微子等。测定中微子质量顺序,不仅有助理解微观的粒子物理规律,也将对宇宙学、天体物理学、地球物理学作出重大贡献。”

这项研究是一个庞大的长期工程。江门中微子实验合作组于2014年由高能所发起成立,吸引了来自17个不同的国家和地区、77个高校与科研院所、600多位科研人员。设备预计 2022 年建成。与当前最好的国际同类设备相比,它的规模要大 20 倍,精度提高近一倍。

小编想说:欢迎来到魔法世界好了,不说了,小编去买假发了!


看到不少网友都在问

研究这东西有什么用?

的确

这些与我们的生活相距甚远

但回想4G在普及前

大家只想到网速可能更快了

看电影不卡了

没有人能预料移动支付和

直播外卖等服务的兴起

对我们的生活带来了翻天覆地的变化

图片来源:视觉中国

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责任编辑: 岳靓
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