分类: 物理学

  • 科学家发现激子“非一夫一妻”机制,实现粒子高速扩散

    来源: 《科学》

    研究团队发现,在特殊材料中,当自由电子密度极高时,激子(电子-空穴对)会打破“一夫一妻”配对模式,空穴可在电子间快速“换伴”,实现激子高速扩散。这一现象突破了传统激子迁移受限于电子阻碍的预期,为调控材料中粒子迁移率提供了新思路。该机制可通过调节电压便捷控制,有望应用于未来光电子器件(如太阳能电池)的设计,以提升性能。

  • 研究首次发现自持超辐射微波脉冲,为量子技术开辟新路径

    来源: 《自然·物理学》

    研究团队通过将金刚石中的氮空位色心耦合至微波腔,首次观察到自持的超辐射微波脉冲现象。这一现象源于自旋-自旋相互作用,可在无需外部驱动下产生长寿命、相干的微波信号,颠覆了以往认为集体量子效应会快速耗散能量的认知。该发现不仅揭示了量子协同行为的新模式,更为开发高精度时钟、量子传感及通信技术提供了新原理,有望推动导航、医疗成像等领域的下一代技术创新。

  • 量子传感器阵列有望探测轻暗物质速度与方向

    来源:《物理评论快报》

    东京大学等机构的研究人员提出一种利用量子传感器阵列探测轻暗物质(质量低于1电子伏特)的新方法。该方法通过多个探测器组成的量子传感网络,分析暗物质产生的量子信号,从而推断其运动速度与方向。相较于依赖特定相互作用形式的传统方案,此量子测量协议更为普适,并能显著提升探测灵敏度。该研究为暗物质探测开辟了新路径,展示了量子技术在高能物理领域的应用潜力。

  • 中国EAST实验突破聚变等离子体密度限制

    来源:《科学进展》

    中国全超导托卡马克装置EAST实验首次验证了“等离子体-壁自组织理论”,成功进入“无密度限制”运行区间。团队通过优化启动阶段的等离子体-壁相互作用,显著减少了杂质积累与能量损失,使等离子体密度稳定超越传统经验极限,而未引发破坏性不稳定性。该突破为未来聚变堆突破长期存在的密度限制、实现更高性能的燃烧等离子体运行提供了新的物理见解与实践路径。

  • MicroBooNE实验新证据否定“惰性中微子”假说

    来源:《自然》(Nature)

    美国费米实验室MicroBooNE实验的最新研究,否定了用以解释此前实验异常现象的“惰性中微子”假说。该假说曾推测存在第四种仅受引力作用的中微子。通过高精度液氩时间投影室探测器,团队未发现中微子振荡为惰性中微子的证据。这一结论缩小了异常结果的解释范围,并将推动未来中微子研究(如DUNE实验)进一步探索粒子物理基本问题。

  • 中国科学家验证爱因斯坦思想实验 量子互补原理再获实证

    来源:《物理评论快报》

    中国科学技术大学潘建伟团队发表论文,首次在实验中验证了爱因斯坦于1927年提出的思想实验。该实验通过将单个铷原子作为“量子狭缝”,让光子与其动量纠缠,观测双缝干涉条纹的清晰度变化。结果证实了玻尔的预言:精确测量粒子动量会导致位置不确定性增加,从而使干涉条纹模糊。这一发现不仅支持了量子力学的互补原理,也为研究量子纠缠与退相干关系提供了新途径。

  • 单层碲纳米线传感器实现应变、应变率与温度三模同步检测

    来源:《自然·通讯》

    中科院金属研究所科研团队发表研究,提出一种基于倾斜排列碲纳米线网络的柔性单层传感器,首次在单一材料层内同时实现应变、应变率及温度三模态信号的高灵敏度检测(应变灵敏度0.454 V,应变率灵敏度0.0154 V·s,温度灵敏度225.1 μV·K⁻¹)。该设计突破传统多层复杂结构限制,通过多物理场耦合效应实现多模态同步输出,为人工智能、生物医疗监测等领域的柔性传感技术开辟新路径。

  • 揭秘自制透明冰:关键在于“定向冷冻”,而非水质

    来源:The Conversation

    文章解释,家庭自制冰不透明是因杂质和气泡在传统由外向内的冷冻过程中被锁在冰核。透明冰的关键在于采用“定向冷冻”技术:通过保温容器(如小冰柜或专用模具)使水仅从顶部向下单向冻结,迫使杂质汇聚到底部局部区域,从而获得主体透明的冰块。该方法使冰更致密、融化慢,且可切割成型以提升鸡尾酒品相。研究表明,使用蒸馏水或沸水等无法从根本上解决问题。

  • 中国科学家开发微波纠错新方法,大幅提升量子计算可靠性

    来源:《物理评论快报》

    中国科学技术大学团队在“祖冲之3.2”量子处理器上,创新性地利用微波脉冲将泄漏到高能级的量子比特“推回”计算状态,并同步重置辅助比特。该方法在97个量子比特的系统中,将泄漏错误的抑制效果提升了70倍以上,且系统规模越大纠错效果越显著。该研究为实现可扩展、高可靠性的量子纠错架构提供了关键技术支持。

  • 科学家首次在超冷原子中观测到量子“夏皮罗阶梯”效应

    来源:《科学》

    研究团队首次在超冷原子约瑟夫森结中观测到“夏皮罗阶梯”效应。当施加交变电流时,原子以量子隧穿方式无损穿过激光屏障,两侧化学势差呈离散阶梯状跃升,台阶高度由外场频率直接决定。该发现揭示了微观量子行为如何涌现为宏观现象,为基于原子电路(原子电子学)的量子模拟、传感与技术应用提供了新路径。