分类: 物理学

  • 研究发现:更多量子纠缠未必提升网络性能

    来源:《物理评论快报》

    研究表明,在用户以非合作方式竞争的量子通信网络中,增加纠缠资源有时反而会降低整体通信质量。这种现象源于实际环境中不可避免的混合纠缠态,类似于经典交通中的“布雷斯悖论”——移除部分链路反而能提升效率。该发现颠覆了“更多纠缠总有益”的传统假设,揭示了多用户量子通信中效率、公平性与去中心化之间的基本权衡,对未来“量子互联网”的设计具有重要指导意义。

  • RIKEN利用聚焦离子束雕刻出具有可开关二极管效应的三维纳米器件

    来源: Nature Nanotechnology

    日本RIKEN研究中心团队开发出一种新型聚焦离子束纳米雕刻技术,首次从单晶拓扑磁体Co₃Sn₂S₂中精准雕刻出三维螺旋状纳米器件。研究发现,该螺旋结构本身会引发非互易性电荷传输,表现出可开关的二极管效应:电流沿某一方向更易导通,且该方向可通过改变磁化或螺旋手性进行反转。这一成果表明,器件几何形状可作为设计电子功能的新维度,为未来低功耗、基于几何工程的内存、逻辑及传感技术开辟了新路径。

  • 我国研发出抗疲劳高性能微机电开关材料

    来源: Acta Materialia

    中科院金属所成功研发出一种新型镍/镍钨纳米晶层状复合材料,应用于微机电系统(MEMS)开关芯片。该材料在超长周次弯曲疲劳测试中,寿命比当前需求阈值高出约60%,关键机制在于其疲劳过程中产生的纳米孪晶辅助晶粒有限粗化与扩散介导的化学成分梯度协同作用,能有效抑制应变局部化,提升器件可靠性。该突破有望推动5G/6G通信、航空航天等领域的下一代固态开关芯片发展。

  • 研究揭示冰表面预融薄膜的存在与冰晶形状多样性相关

    来源:The Journal of Chemical Physics

    马德里康普顿斯大学的研究通过计算机模拟表明,在冰、液态水与水蒸气三相平衡点附近,冰表面确实存在纳米级厚度的预融液膜。该薄膜的厚度变化可解释雪晶在生长过程中出现的复杂形状转变(如六角棱柱、片状等)。研究指出,此前实验观测的厚度差异可能源于微小的非平衡条件。该理论将有助于理解大气物理、冰面摩擦机制乃至滑冰原理。

  • 韩国研究团队首次直接观测量子材料中电荷密度波的形成与消失

    来源:Physical Review Letters

    KAIST与斯坦福大学合作,利用液氦冷却的四维扫描透射电子显微镜,首次在空间上实时可视化观测了量子材料(如2H−NbSe2)中电荷密度波在约-253°C下的形成与消失过程。研究发现,电子有序图案并非均匀出现,而是受材料内部微小应变调控,形成类似“冰水混合”的局域态,甚至存在高温下稳定的量子有序“岛屿”。该直接观测方法为理解电子有序与超导电性的关联提供了新视角,有望加速未来量子技术材料的研发。

  • 研究提出量子坍缩模型或引致时间内在不确定性

    来源:Physical Review Research

    一项国际研究探讨了量子坍缩模型(如Diósi-Penrose模型)对时间本质的影响。研究表明,若这些模型正确,时间自身将存在极微小的内在不确定性,从而对时钟精度设定根本性限制。这种不确定性源于量子坍缩与引力时空涨落之间的潜在联系,虽远低于现有测量能力,却为区分这些模型与标准量子理论提供了新思路,暗示了量子力学、引力与时间之间可能存在的深层统一。

  • 科学家发现迄今导热率最高的金属材料

    来源:Science

    加州大学洛杉矶分校领导的研究团队发现,金属θ相氮化钽的导热率高达约1100 W/mK,约为铜或银的三倍,创下金属材料导热率新纪录。该材料独特的六方晶体结构使电子 声子相互作用极弱,从而大幅提升导热效率。这一突破有望为AI芯片、数据中心等面临散热瓶颈的下一代技术提供新的热管理材料解决方案。

  • 研究发现航运硫排放减少与航线闪电活动减弱相关

    来源:npj Climate and Atmospheric Science

    堪萨斯大学研究显示,2020年国际海事组织实施船舶燃料硫含量上限后,孟加拉湾和南海等繁忙航运航线上的闪电密度显著下降。硫酸盐气溶胶排放减少导致云凝结核减少、对流减弱,从而降低了闪电发生频率。分析表明,航线区域闪电密度较新规前下降约36%。该研究揭示了人为排放调控对区域气象的直接且可观测的影响。

  • 科学家首次观测到电子偶素(正负电子对)的物质波衍射

    来源:《自然·通讯》

    东京理科大学研究团队首次成功观测到电子偶素(正负电子束缚态)的物质波衍射现象,为这一由等质量粒子组成的最简单原子系统提供了波粒二象性的直接证据。团队通过激光剥离电子偶素离子的方法产生了高能量、高相干性的电子偶素原子束,并使其穿透石墨烯薄层。结果显示,尽管电子偶素由两个粒子构成,其衍射行为仍表现为单一的量子物体,干涉图样清晰可见。该突破不仅深化了基础量子物理认知,也为基于电子偶素的材料表面无损分析与反物质引力测量等应用开辟了新途径。

  • 超快光谱技术首次揭示半导体能量耗散的原子级细节

    来源:《先进科学》

    巴塞尔大学研究团队发表研究,首次通过结合时间分辨拉曼光谱与瞬态反射光谱技术,以皮秒时间尺度与超高能量分辨率,精确观测了半导体锗在飞秒激光激发后,能量从电子系统传递到晶格振动的全过程。实验可检测到小于1%的强度变化和0.2 cm⁻¹的频率偏移,揭示了电子与声子相互作用的微观机制。该基础研究为设计发热更少、响应更快的电子器件与新型声子元件提供了关键物理认知。