分类: 物理学

  • 室温单电子存储实现:超薄石墨烯晶体管稳定区分每个电子

    来源: Science

    中国团队设计超薄石墨烯晶体管,通过共面电极与边缘接触大幅降低杂散电容,在室温下检测到单电子注入/移除产生的0.5伏阈值电压阶跃,且状态稳定保持至少5000秒(理论预测可达10年)。还展示了一种“态密度剪刀”机制,可在低温下精确跳过单个量子态。该工作为低功耗、高密度单电子存储及量子态操控奠定基础。

  • 新几何定律揭示生长表面为何必生褶皱:拓扑约束决定

    来源: Physical Review Letters

    希伯来大学研究发现,生长曲面在积累曲率达到某阈值时,即使满足原有几何规则,仍会因“几何挫拆”自发产生锥形凹坑和褶皱。这一新定律无关材料缺陷,而是由表面整体拓扑结构决定(单一切割即可恢复平滑)。该发现有助于理解叶片、组织等自然形态,并为软体机器人、可变形材料设计提供新思路。

  • 25亿个中子实验未发现其“消失”入镜像世界,排除暗物质候选粒子振荡假说

    来源: Physical Review Letters

    PSI团队利用超冷中子源,将中子囚禁于精密可控磁场容器内,数月内累计测量约25亿个中子,未发现中子振荡为镜像中子的迹象。该高精度实验排除了先前关于中子会“消失”入弱相互作用镜像世界(暗物质候选者之一)的推测,为理论物理学家提供了重要约束。

  • 半导体纳米团簇实现光的前后向非对称响应

    来源: Nature Materials

    康奈尔大学团队利用自组装的“魔尺寸”半导体纳米团簇(硫化镉、硒化镉等)制成薄膜,首次在线性偏振光条件下实现非互易吸收与发射——光从正面和背面穿过时表现不同,打破了光学互易性传统原理。该材料通过线性与手性光学效应的协同作用产生方向依赖性,有望用于非互易成像、光学加密及量子信息处理。

  • 量子引擎利用反常热流同时做功和制冷

    来源:Physical Review Letters

    中外研究团队利用“不定因果序”让量子系统与两个热库以叠加顺序相互作用,实验观察到量子系统可从较冷热库吸收热的“反常热流”。基于此,他们设计出新型量子奥托引擎,可同时产生机械功和制冷效果。该成果挑战经典热力学直觉,有望为量子处理器冷却和纳米器件热管理提供新思路,但尚处原理验证阶段。

  • 新型记忆式射频开关助力5G/6G芯片小型化

    来源:Nature

    新加坡国立大学团队研制出基于六方氮化硼的记忆式射频开关,仅2×2微米,比传统开关小约2.5万倍,且断电后仍保持状态。集成于氮化镓芯片后,可调信号、选路、滤波,工作频率达100GHz。虽循环寿命尚需提升,但为未来无线系统节省空间和功耗迈出关键一步。

  • 锌-70低能伽马射线增强之谜获解:源于核内磁跃迁

    来源:Nature

    由FRIB领导的国际团队通过分离铜-70基态与同核异能态,分别衰变至锌-70,首次明确揭示低能伽马增强(LEE)来自磁跃迁。该效应会显著提高中子俘获反应率,影响超新星、中子星并合中重元素合成模型,为核天体物理和理论计算提供关键基准。

  • 逆向设计造出500倍小型化光子芯片元件

    来源:Nature Communications

    MPL与哈佛团队运用逆向设计算法,在厚氮化硅平台上开发出波长分束器、空间模式分选器和反射镜三类元件,最小尺寸仅5×5微米,比传统设计小50至500倍,反射率达98.5%。算法将制造约束纳入优化,使元件兼容商业化流片工艺,为高密度非线性与量子光子集成铺平道路。

  • 镱离子亚稳态寿命最长超30秒,有望提升量子计算与原子钟性能

    来源:Physical Review A

    阿姆斯特丹大学与UNSW团队通过双离子协同冷却技术,精确测量镱离子(Yb⁺)多个亚稳态的衰变寿命,分别测得约1秒、10秒及超30秒的信号,并验证了35年前理论预言的5.2秒寿命的态。其中1秒寿命的态可通过单激光脉冲从基态激发,有望简化镱基量子比特(及高维量子态)的探测与操控。

  • JQI团队实验探索量子神经网络,发现适量量子随机性可提升识别性能

    来源:《物理评论快报》

    研究在超导和离子阱等多种量子计算机上运行神经网络,用于识别手写数字。实验发现,通过量子测量引入的随机性并非总有害:适量随机性能提升分类准确率,但过多则降低性能;同时,当前量子计算机固有的噪声也可能贡献一定有用随机性。该结果为研究量子计算与机器学习的结合提供了新视角,未来将探索纠缠等量子效应的潜在优势。