新知 物理

  • 從超重粒子到超輕粒子︰在尋找暗物質之路上分散投資

    1964年希格斯玻色子首次出現在理論物理學中,2012 年CERN才找到希格斯玻色子;1916年重力波伴隨著廣義相對論初見於物理學中,2015 年LIGO才觀測到重力波——希格斯玻色子和重力波都紙上談兵了好幾十年,才被科學家觀測到。

  • 腳下乾坤—世足用球背後的物理玄機

    今年夏天,全球各地的足球迷守在電視機前,為世界盃的精采賽事歡呼。在看比賽的同時,你可能會注意到儘管比賽規則沒有改變,球員腳下灰白相間的球跟四年前卻是十分不同。
    這屆的比賽用球由愛迪達負責設計,稱為Telstar 18。傳統的一般足球由12塊黑色五邊形和20塊白色六邊形皮革縫製而成;這次的Telstar 18則是由六片合成材料加熱後融合,因此不需要任何縫線。球的表面有許多微小突起,可以輕易地徒手抓起。除此之外,球的內部甚至藏有晶片,用手機掃描之後可以連結到其他跟足球有關的線上資料。

  • 路遙,知碼力的量子電腦

    量子計算能力可能將成為人類的新興超能力。但隨著這股科技熱潮漸漸被過度渲染,有些專家選擇出來踩煞車;他們認為應該要務實的討論量子計算的前景,而不是幻想未來家家戶戶都能有台量子電腦。

  • 令人困惑的質子半徑

    在2010年,Randolf Pohl的團隊以前所未有的精確度測量到質子的大小,但是觀測結果卻使他們困惑了。他們測量出的質子半徑(或是更精確地說,正電荷能夠拓展到多遠)是0.84飛米(注:1 fm=10^15m),比先前所測量出的數據少了0.04飛米。如此看來,質子的寬度似乎少了4%。

  • 追捕神秘的馬約拉納量子位元

    在物理界裡已經快要見怪不怪的事情又發生了:研究人員們又被一個好像存在、又好像不存在的現象吸引住了;這次是一個同時身兼物質與反物質角色的粒子—馬約拉納費米子(Majorana fermions)。有些凝態物理學家覺得他們已經找到這種難以理解的怪獸,但其他人還是有點懷疑。無論如何,微軟(Microsoft)已經開始懸賞馬約拉納費米子,期望有天可以用在量子計算上。

  • 散不散開有關係:對「負質量」的辯論

    牛頓第二運動定律告訴我們,物體加速度的方向與所加外力的方向一致。但是在新近的一個實驗裡,觀察到原子蒸汽中的原子加速度方向居然與所施外力的相反。這表示那個原子蒸汽的運動挑戰了現存的物理定律?

  • 太陽大爆發的新通用模型

    太陽表面有各種形狀、大大小小的爆炸,但是新的理論模擬指出有兩種噴發的起因應該是相同的。

  • 一石五鳥造粒子

    「大強子對撞機美人實驗」(The Large Hadron Collider beauty experiment (LHCb))是用來測量電荷+宇稱不守恆的國際合作研究。這個實驗已經發現了五個新的重子(baryons)。

  • 加壓冷卻

    有效且對環境友善的固體冷媒可能很快的會進場來取代冷卻設備中使用的含氯氟烴(即破壞臭氧層的CFC)冷媒。根據佩德羅.喬治.房欒奇(Pedro Jorge von Ranke)在「應用物理通訊」期刊刊出的論文,有一類稱為「自旋交叉」系統的材料可能會展現出夠大的壓力引發熵變化,使得它能在實際的冷卻循環中使用。

  • 一個恆星爆炸經重力透鏡產生了四個影像

    去年夏天,當一顆遙遠的星星在天際爆炸,天文學家得到了不是一個,而是四個放煙火般的影像。這張多重影像是一個星星爆炸後的光線因重力彎折所產生的,是辜壩(Goobar)與同僚在「自然」期刊(Science)所刊出。這也是第一次觀察到的超新星經由所謂的強重力透鏡後產生的影像。

  • 用無線網絡熱點拍快照

    依據「物理評論通訊」(Physical Review Letters)刊出的結果,一個商業無限網絡(WiFi)路由器發射出的信號可以當做是一種雷達電波,可以用它產生發射台四周環境的影像。

  • 當前量子電腦的大計劃

    第一批的量子電腦已經快要問世了。在紐奧良召開的2017美國物理學會三月大會的第一天一大早,來自谷歌(Google)、微軟(Microsoft)、和哈佛大學的研究者們就在一個擁擠的房間裡,向擠在裡面的物理學者們討論他們最近在量子電腦方面的成果以及他們對這個還不太成熟的技術的近程計畫。

  • 從磁性材料看希格斯衰變

    依據一份傑恩(Jain)及其研究團隊在「自然物理」(DOI: 10.1038/ nphys4077)刊出的報告,二維的反鐵磁材料可以提供希格斯波色子衰變一個凝態版的類比。

  • 一個新的翻版金星

    一個太陽系外行星俱樂部的新成員正引起了天文學社群的驚豔。安傑樓(Angelo)及團隊在天文學期刊(The Astronomical Journal)刊出了他們的新發現:一顆距離地球219光年的行星「克卜勒-1649b」與我們地球明亮的姊妹金星竟是如此相似!

  • 感謝印刷記憶

    當微電路工業還普遍的以十億美元級的大製造廠為基礎時,一個研究團隊已經從另一個極端開始,示範了一個僅需運用現成的噴墨印表機的生產模式。胡柏(Huber)及他的團隊在應用物理通訊( Applied Physics Letters) 刊出的論文報告了一種可以將記憶元件印在彈性的基座上的架構。

  • 原子尺度之下的導熱與導電

    金屬容易導電,一個帶電的金屬可以讓人觸電,金屬也同樣的很容易導熱,加熱後的金屬也會把人燙傷。這個導電率與導熱率都很高的是金屬的一個基本的特性,而且是在宏觀尺度之下很容易觀察得到的。然而在原子的尺度之下,在實驗上是搞不清楚熱是如何透過一個單原子接點來傳遞,因為沒有方法去測量那麼一丁點的熱流。美國密西根大學博士生崔(Cui)與他所屬的團隊在科學期刊(Science)報告了他們使用一個客製的熱量測定探針在原子尺度之下量測金的熱傳輸的新方法。

  • 戈薇磁鐵(Kagome Magnet)可能是一個無能隙的自旋液體

    新近對在戈薇晶格上的反鐵磁系統(戈薇反鐵磁)的數值研究顯示,系統的基態很可能是一種無能隙的自旋液體。大家對自旋液體的興趣是在於他不是有序的鐵磁系統,而是一直保持在無序的狀態,這可能對拓樸量子電腦(topological quantum computers)會有用。

  • 歡迎「角子」(Angulons)

    要想瞭解雜質如何與量子環境相互作用是一個艱鉅的理論挑戰,但是雷密胥科(Lemeshko) 在物理評論通訊報告了一個簡單而優雅的方式來描述一種重要的雜質種類:一個浸泡在量子溶劑裡的分子的反應。

  • 在量子氣體裡被看到的超固體

    兩個獨立的研究團隊宣稱他們在玻色-愛因斯坦凝聚態 (BECs) 的超流體裡觀察到了「超固體」的獨有特徵。伴隨著超導體與超流體,超固體是另一種超炫的物質巨觀量子態,其令人驚豔之處在於那是一種可以像無黏滯性的流體一樣流動的結晶物質。

  • 膠子把質子轉了轉

    質子自旋失蹤的問題看來有被解決的苗頭。理論計算的結果顯示,膠子─一種力的輸送粒子提供了質子大約一半的自旋。物理學家原本假設質子的本質自旋角動量(其值為普朗克常數的二分之一) 是將組成質子的三個夸克的自旋角動量加起來得到的,然而1980年代的實驗顯示夸克的自旋只能提供大約30%質子的自旋角動量。那麼剩下的自旋角動量應該就是由膠子而來的(膠子是將夸克及其他原子核物質束縛在一起的無質量質點)。

  • 白矮星的神秘磁性 (The Mysterious Magnetism of White Dwarfs)

    白矮星─恆星超高密度的殘骸,是許多發亮天體演化的終點。然而天文學家們卻一直沒搞清楚白矮星的磁場是怎麼來的。一個研究團隊決定要研究一下這個問題並將之與我們的木星鄰居聯繫起來。

  • 凝態物理得自人工智慧的助攻

    2018美國物理學會三月大會於洛杉磯─受邀講員卡塔米(Ehsan Khatami)在他寫滿了方程式的投影片一開頭,就秀出了一張小毛狗的照片。這位聖荷西州立大學(San Jose State University)的物理學家,指著那隻小狗圓圓的帶著憂傷的眼睛,說明了他是如何運用人工智慧─與Google分辨小貓和小狗相同的辨識軟體─來辨識在一個量子凝態模型中的各種相。

  • 由奈米管產生的「真正」無序位元

    手機、電腦、甚至手錶都可以讓你一星期七天、每天24小時處在上線狀態。為了保護個人隱私,經由「真正無序數字產生器」(true random number generators,TRNG)之助,資訊被編為密碼。

  • 在DNA分子裡存檔電影

    已有研究團隊可以將一部短的數位電影存檔在活病毒的DNA裡。

  • 「花朵動力」技術(

    如果花朵在和平與愛之外,還能成為電子學的象徵,那就太夯了!