分类: 物理学

  • 科学家首次从对撞实验中观测到“量子真空”的幽灵粒子

    来源:《自然》(Nature)

    美国布鲁克海文国家实验室的STAR合作组,通过相对论重离子对撞机(RHIC)的质子-质子对撞实验,首次观测到粒子自旋关联与量子真空的“幽灵粒子”直接相关。研究发现,实验中产生的Λ超子与其反粒子在空间接近时,其自旋100%保持关联,这与量子真空中短暂存在的虚拟正反夸克对的自旋纠缠特性一致。这为研究“无中生有”(虚粒子如何转化为可见物质)以及物质质量起源提供了全新窗口。

  • MIT新型太赫兹显微镜成功观测超导电子量子振动

    来源:《自然》(Nature)

    麻省理工学院的物理学家团队开发出一种新型太赫兹显微镜,突破了传统衍射极限,首次将太赫兹光聚焦至微观尺度。利用该显微镜,他们成功观测到高温超导材料BSCCO中,超导电子以万亿次每秒的频率集体振荡的“超流体”量子行为,这是此前无法直接观测到的。这项技术不仅能帮助科学家深入理解超导机制,也为开发下一代太赫兹通信器件和材料提供了强大的微观探测工具。

  • 宏观尺度实现结构超滑现象,摩擦近乎归零

    来源:《Physical Review Letters》

    中国研究团队利用单晶石墨薄膜和精密堆叠技术,首次在宏观尺度(毫米级)实现了结构超滑(SSL),使界面摩擦几乎降至零,即使在较大负载下仍能维持。实验中甚至观察到负摩擦现象,即载荷增加时阻力减小。该研究突破了因晶粒尺寸和缺陷导致SSL难以宏观实现的限制,有望推动工程领域无磨损、低能耗技术的发展。

  • 研究揭示超导不产生磁性,而是显现隐藏的交变磁性

    来源:《Physical Review Research》

    TU Wien研究团队提出新解释,澄清了超导与磁性间长期存在的矛盾。传统认为某些材料(如Sr₂RuO₄)在超导临界温度以下会出现时间反演对称性破缺,源于其“手性超导”本身产生磁性。新研究指出,这些材料本就具有交变磁性(一种新兴磁序,相邻自旋反向但空间分布不对称),但高对称性晶格结构使磁信号被隐藏。超导的出现会打破部分空间对称性,从而使交变磁性变得可观测。因此,超导并非磁性之源,而是显现了预先存在的隐藏磁性。

  • 研究证实MoSi₂可作为新型横向热电材料高效回收废热

    来源:《Communications Materials》

    东京科学大学团队研究发现,混合维度半金属二硅化钼(MoSi₂)具备轴依赖传导极性,能产生垂直于热流方向的横向热电电压。其横向热电性能优于此前研究的WSi₂,并与已知的强横向热电磁材料相当。该材料无需多层堆叠,可减少界面电阻、简化制造,尤其适用于低温范围的废热回收。研究为开发高效、可持续的热电转换装置开辟了新方向。

  • 研究首次利用超导态调控纳米尺度热辐射

    来源:《Nature Nanotechnology》

    密歇根大学团队开发了一种新型实验平台,首次利用超导体的量子特性在纳米尺度调控热辐射。研究发现,当钯处于超导态时,其与金球间的近场辐射热传递被抑制了20倍。这是由于超导体的巨大能隙阻止了低频热光子的吸收。基于此效应,团队还实现了热整流率高达70%的低温热二极管。该成果为量子计算等超导器件的热管理提供了全新方案。

  • 全球首个核自旋量子传感网络探寻轴子暗物质

    来源:《自然》

    中国科学技术大学等机构科学家利用核自旋量子精密测量技术,首次构建了跨城核自旋量子传感器网络,其分布于合肥与杭州,基线约320公里。该网络将微秒级信号“存储”于长寿命核自旋相干态,实现分钟级读取,并将灵敏度提升超万倍。虽未探测到显著拓扑缺陷穿越事件,但已在特定轴子质量范围内取得超越天体物理限制的严格约束,为探索超越标准模型物理开辟了新路径。

  • 新型热处理工艺提升电动汽车电机能效

    来源:《材料科学与技术杂志》

    韩国蔚山国立科学技术研究院(UNIST)研究团队开发了一种新型热处理工艺,通过在退火环节引入氢气替代氮气,避免了粗厚氮化铝层的形成,使得电工钢表面更为平整光滑。该技术将电机铁损降低了8%–10%,其中磁滞损耗减少约16%,从而在不增大电池容量的情况下有效提升了电动汽车的续航里程。

  • 科学家创纪录实现电信波段“按需”高质量单光子源

    来源: Nature Communications

    斯图加特大学与维尔茨堡大学团队成功开发出一种在电信C波段(1550纳米)工作的按需单光子源,其光子不可区分性(双光子干涉可见度)达到创纪录的92%。该光源基于嵌入环形布拉格光栅谐振腔的砷化铟量子点,通过晶格振动激发方式实现高质量单光子发射。该成果首次将确定性单光子源(可按需产生光子)的性能提升至与传统的概率性光源相当水平,为需要大量同步光子的可扩展光子量子计算、量子中继等应用扫清了关键障碍。

  • 科学家利用量子隧穿效应首次实现原子分辨光学测量

    来源: Nano Letters

    雷根斯堡大学与伯明翰大学团队通过将尖锐金属探针以亚原子间距贴近样品表面,并利用连续波激光照射,首次在光学测量中实现了原子级分辨率。研究发现,在极近场条件下,红外光会迫使电子在针尖与样品间发生量子隧穿振荡,产生可探测的近场光学信号,从而揭示出约0.1纳米的原子级特征。该技术突破了过去光学显微镜的衍射极限,将空间分辨率提升至传统方法的近十万分之一,为在原子尺度研究光与物质相互作用开辟了新途径。