1月10日外媒科學網站摘要:奇異“粒子”讓量子計算機更不容易出錯
1月10日(星期五)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:
《自然》網站(www.nature.com)
奇異“粒子”讓量子計算機更不容易出錯
理論物理學家提出了一種新型粒子的存在,這種粒子不屬於傳統的費米子或玻色子分類。他們最近在《自然》雜誌中詳細描述了一種被稱爲“對位粒子”(paraparticle)的粒子。這雖然不是首次提出這種粒子概念,但該研究提供了詳細的數學模型,有助於在量子計算機中設計實驗來探索這種粒子。此外,這項研究還暗示,自然界中可能存在未被發現的基本粒子。
去年晚些時候發表在《科學》(Science)雜誌上的另一項研究首次在虛擬一維宇宙中實驗驗證了另一種既非玻色子也非費米子的粒子——“任意子”(anyon)。此前,人們只能在二維繫統中創建“任意子”。
由於其獨特的行爲,“對位粒子”和“任意子”有可能在未來某一天幫助量子計算機減少錯誤。
在《自然》雜誌的研究中,德國馬克斯·普朗克量子光學研究所和美國萊斯大學的研究人員合作開發了一個粒子模型。這種粒子可以存在於任何維度,並展示出與費米子或玻色子完全不同的特性,特別是它們遵循一種特殊的泡利不相容原則。
在《科學》雜誌的研究中,哈佛大學的研究團隊通過光波將同位素銣-87的原子懸浮在真空中。原子傾向於停在波谷處,只是偶爾從一個波谷跳到另一個波谷,距離不到一微米。通常情況下,這些原子表現得像玻色子,可以共享同一個槽。然而,通過週期性調整光的強度,研究人員成功改變了原子的行爲,使得當兩個原子交換位置時,它們的波函數以特定角度發生扭曲。這正是“任意子”的關鍵性質。
《科學通訊》網站(www.sciencenews.org)
如何抑制記憶或是PTSD康復的關鍵
一項針對2015年巴黎恐怖襲擊事件中100名倖存者的研究揭示了創傷後應激障礙(PTSD)恢復過程中的大腦記憶系統變化。這項研究發表在1月8日的《科學進展》(Science Advances)雜誌上,不僅強調了PTSD的複雜性,還揭示了大腦在恢復過程中如何重塑記憶功能。
2015年11月13日晚,恐怖分子襲擊了巴黎的體育場、劇院和餐館。在隨後的幾年裡,研究人員對部分倖存者進行了深入研究。在100名志願者中,最初有超過一半的人被診斷患有PTSD,其中19人在兩到三年內康復,另外34人則仍然受到PTSD的困擾。
基於實驗室的記憶測試結果顯示,患有PTSD的人在處理侵入性記憶方面與未患PTSD的人存在顯著差異。在襲擊發生後的8到18個月內,所有PTSD患者的大腦記憶抑制機制表現異常。然而,兩到三年後,成功從PTSD中恢復的人在記憶抑制任務中的大腦活動與從未患過PTSD的人更加相似。
研究人員指出,PTSD通常被認爲是一種學習障礙,即患者無法更新記憶,將過去“危險”的環境重新定義爲安全。然而,這項研究表明,遺忘某些記憶或抑制記憶的能力同樣關鍵。研究團隊總結道,“與其將PTSD視爲一種學習障礙,不如將其視爲一種遺忘障礙。”
《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)
1、二維材料突破打開清潔能源和下一代技術的大門
英國薩里大學的一項新研究在解析二維材料六方氮化硼(hBN)的生長機制及其在金屬基板上的納米結構方面取得了突破,爲更高效的電子產品、更清潔的能源解決方案和更環保的化學制造鋪平了道路。
厚度僅爲一個原子的hBN,通常被稱爲“白色石墨烯”,是一種超薄且極具彈性的材料。它能夠阻隔電流,承受極端溫度,並抵禦化學腐蝕。其獨特的多功能性使其成爲先進電子產品中不可或缺的組件,可用於保護精密微芯片,並推動更快、更高效的晶體管開發。
更進一步,研究人員展示了納米多孔hBN的形成。這種結構具有精確的孔隙設計,可實現選擇性吸收、先進催化和增強功能,極大拓展了其在環境領域的應用前景。例如,可用於污染物過濾和傳感,或作爲氫儲存與燃料電池電化學催化劑的核心材料,提升能源系統性能。
研究團隊與奧地利格拉茨理工大學合作,通過結合密度泛函理論和微動力學模型,繪製出hBN的原子級生長過程。他們深入研究了擴散、分解、吸附、解吸、聚合和脫氫等關鍵分子過程,從而開發出一種可預測任意溫度下材料生長的模型。
這項研究成果已發表在納米科技領域知名期刊《Small》雜誌上。
2、研究人員提出重大決定應考慮的五個關鍵維度
生活中一些決定對個人的未來具有深遠影響,無論是移民、辭職、結束長期關係,還是舉報性侵犯,這些選擇通常具有不可預測性,並可能以不可逆的方式塑造個人身份和生活軌跡。德國馬克斯·普朗克社會人類學研究所的研究人員在《美國心理學家》(American Psychologist)發表了一篇概念性論文,爲理解和研究這類改變人生的決策提供了全新框架。
研究團隊將實驗室中傳統的判斷與決策研究方法適配爲基於文本分析的框架,爲利用自然語言處理研究真實生活中的決策奠定了基礎。他們通過分析個人敘述、書籍、在線論壇和新聞文章等多種文本數據,提煉出變革性決策的五個關鍵維度:
1. 相互衝突的線索:變革性決定常涉及競爭性且難以比較的價值觀。例如,移民可能提供安全感,但也意味着離開親人。
2. 自我的改變:這些決定可能重塑人們的價值觀和身份,例如成爲父母或離開一段長期關係,帶來預期或意料之外的變化。
3. 不確定的體驗價值:決策的結果可能難以預測。例如,離職可能帶來滿足感,也可能伴隨遺憾。
4. 不可逆性:許多決定,如離婚或移民,可能是難以逆轉的。
5. 風險:變革性選擇通常伴隨情感、社會或經濟損失的可能,同時也可能帶來顯著收益。
論文還探討了這些維度的實際應用,適用於個人、政策制定者、教練和治療師,以及爲重大生活轉變提供支持的組織。例如,理解人們如何處理變革性決定,有助於政策制定者設計更具包容性的方案,緩解移民或長期護理等決策中的風險和不可逆性。
《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)
1、洛杉磯的火災噩夢:聖安娜風和乾燥天氣引發火災風暴
本月,美國加州洛杉磯縣山區發生多起破壞性火災。截至當地時間1月8日,由於極度乾燥的地形和時速高達160公里的強風,部分大火仍在肆虐。這些火災已摧毀數千座建築,迫使官員在該縣多個地區發佈疏散命令。
據美國國家氣象局報道,強烈的聖安娜風和持續的降雨不足導致加州南部形成“極度危險”的火災天氣條件。聖安娜風通常在每年10月至1月間出現,其形成原因是美國東部大盆地(Great Basin)與西部太平洋之間的壓力梯度。隨着這種天氣模式發展,乾燥的焚風沿着內陸山脈流下,穿過狹窄的山谷吹向海岸。
儘管每年這個時期都會有聖安娜風,但去冬以來南加州的降水異常稀少,進一步加劇了火災風險。據氣候科學家介紹,該地區經歷了有記錄以來最乾燥的冬季開端。例如,自去年10月1日(加州雨季的開始)以來,洛杉磯機場僅記錄到0.03英寸(0.08釐米)的降雨量,這是美國國家氣象局自1944年開始監測以來的最低紀錄。
2、光或將推動半導體與能源技術的未來創新
光熱彈性是一個備受矚目的研究領域,專注於光、熱與機械應力如何影響半導體材料的行爲。研究的核心是光能如何引發材料的熱膨脹或機械變形,從而精確調控其性能。
類似於光鑷通過光操控微小顆粒,光熱彈性利用光誘導的熱效應來調整和增強材料特性。這項前沿研究爲可再生能源和光電子技術帶來廣闊前景,提供了優化光與材料相互作用的新方法,進而提升太陽能電池和傳感器等設備的效率與性能。
埃及扎加齊格大學的研究人員正致力於研究光熱彈性效應如何改善半導體設備中的能量轉換過程。他們通過分析不同波長光的熱彈性響應,並研究所有物理變化的穩定性,致力於開發更高效、更耐用的太陽能電池和其他光電應用材料。
這項研究具有推進可持續能源技術發展的潛力,同時有助於降低電子設備對環境的影響。研究成果已發表在最新一期的《光電子前沿》(Frontiers of Optoelectronics)雜誌上。(劉春)