新知 物理

  • 冥王星:「Error 404–找不到古柏帶天體碰撞」

    透過重力的知識來建立模型,天文學家相當了解直徑數十公里的天體如何組成直徑數千公里的行星並演化成今天的太陽系。但星際氣體和塵埃之間的重力小得可憐,它們到底如何組成直徑數十公里的天體呢?這是讓天文學家們頭痛已久的問題

  • 氙元素的同位素訴說了地幔裡揮發性再循環的故事

    現今的地幔(地函)將來自地殼與地表的揮發性物質再加工。但是在過去的幾十億年裡卻不是這麼回事。

  • LED、邏輯匣、大腸桿菌-合成生物學與基因電路設計

    在2019美國物理學會三月會議的一場發表會中,Chris Voigt—麻省理工學院合成生物學(synthetic biology)的研究人員—切換到下一張投影片,投影片上是傳統計算機螢幕上會看到的七段數字顯示器:七個可發光的線段排成一個8字,由程式控制,可以隨意顯示出零到九的數字;只不過Voigt的七段顯示器跟我們熟悉的計算機螢幕上的有些不同:它的組成元件不是LED,而是接收特定化學物質時會發光的細菌。

  • 元素的起源︰從地水火風到B2FH

    「這世界是由什麼組成的?」這問題從古代就一直縈繞於人類的心。而古人猜想宇宙由四種或五種元素組成,這些元素可能是「地、水、火、風」,也可能是「金、木、水、火、土」

  • 利用PCM重新定義離地球最近行星

    一提到距離地球最近的行星,你會想到誰呢?大部分的人會很直覺地回答:「金星。」從中學起,或是更早,「水金地火木土天海」的太陽系行星排列口訣早已深植我們的心,但近來有科學家經過模擬發現,平均而言,距離地球最近的行星竟是水星。

  • 原子級解析度!中研院冷凍電顯中心把分子結構看得更清楚

    工欲善其事,必先利其器!中央研究院冷凍電子顯微鏡中心與國立中央大學合作,運用冷凍電顯技術,以原子級的解析度[1]分析出酵素的蛋白質構造。研究成果有助於透過基因工程,生產更多生質燃料。論文已於4月17日刊載於《美國化學學會期刊》(Journal of the American Chemical Society),期刊並將研究成果選為當期封面,呈現如藝術創作般、蛋白質酵素的3D立體結構圖。
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  • 人類首次拍得黑洞照片 再證愛因斯坦廣義相對論

    2017年,來自世界各地超過60個科研單位的天文學家聯結起位於地球各大洲的眾多個無線電望遠鏡,持續地觀察銀河系中心。這個名為事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope,簡稱EHT)的無線電望遠鏡網絡,終於直接拍攝到了人類史上首張黑洞「照片」,並於2019年4月10日全球同步發表。

  • 流動之美:物理學家眼中的現代藝術

    五年前,藝術史學家Sandra Zetina邀請專門研究生物流體力學的墨西哥國立自治大學物理系教授Roberto Zeni加入了一個特別的研究計畫:現代藝術技巧所運用的流體力學。

  • 第三代重力波探測器︰讓重力波參一腳進宇宙學吧!

    重力波的加入始於3年前的2015年9月14日,當天歐美兩地宣佈偵測到重力波,成為全球一時佳話。其後的2017 年 8 月 17 日,兩顆中子星結合時發出的重力波亦成功被偵測。

  • 惱人的滴水聲

    不管是沒拴緊的水龍頭滴水到水槽中或是下雨時的雨滴落入湖裡,這種小水滴落入水攤裡所產生的特殊、但也很擾人清夢的滴答聲早在一個世紀前就已經引起科學家的好奇心了。而在1989年休·龐芙瑞 ( Hugh Pumphrey ) 和他的合作團隊指出這種聲音的來源是由水滴撞擊時,水面上的空氣被擠到水面下而造成的振盪氣泡 ( pulsating air bubble ) 所產生,但是一直到最近才終於清楚知道這些氣泡是如何產生這種人耳聽到的滴答聲。本文中描述的研究是進一步透過一些當年龐芙瑞沒有的儀器,來瞭解水滴是如何產生這種特有的聲音。

  • 超近距太陽表面觀測任務—帕克太陽探測器

    NASA的帕克太陽探測器於2018年8月12日發射升空,並開始為期七年的太陽探測任務。這架太陽探測器是以2018美國物理學會獎章獲獎者、同時也是其協會的研究員:尤金・帕克 (Eugene Parker) 所命名。

  • 原來,南極洲並未與世隔絕

    南極的生命非常地與眾不同:除了我們熟知的企鵝、海豹和其他大型動物之外,這片地球上最南端的陸地和水域也孕育了特有的苔蘚、地衣、水藻、魚類和無脊椎動物社群。這裡的生態系統可以說從18,000年前的末次冰盛期(Last Glacial Maximum)結束後幾乎就與世界脫鉤了。

  • LIGO與Virgo 2017 攜手聯彈:五太陽質量化重力波 

    上周六 (2018/12/01) 於馬里蘭州舉行的重力波物理和天文學研討會,來自美國激光干涉重力波天文台 (LIGO) 與意大利室女座干涉儀 (Virgo interferometer) 的研究團隊指,在重檢 2015-2017 年三年間的檢測數據後,發現有多 4 次重力波被記錄,其中一次發生於 2017 年 9 月 27 日的重力波,相信來自人類已知最大型且最遠距離的黑洞合併事件。

  • SI制單位的嶄新面貌

    在21世紀的今天,常用的質量單位(公斤)是以存放於法國巴黎的鉑銥合金標準原器所定義,但以此類人造原器做為基本單位的定義會有許多缺點(例如:現任鉑銥合金與其複製品因不明原因以每年0.5微克的誤差逐年增加,而今誤差以累積至50微克,使一公斤的標準逐年變動)。因此有必要以新的方式定義基本單位,而新的SI制單位必須滿足不隨時間而變化的特性,方能做為科學上精準量測的依據。

  • 手機過熱的救星—創紀錄的高熱導晶體

    當你已經連續玩了四個小時的手機遊戲,可能會感覺到手機開始發燙,此時該考慮讓手機休息一下了,因為過熱會損毀內部的線路,造成整體工作性能降低,對於用電效率和裝置壽命是有害無益。各種手機和平板裝置持續追求輕薄,不過越小的電子元件,它的電阻會越大。如何讓裝置有效散熱已經成為科技產業的一大挑戰。

  • 通往量子重力的最新進展

    物理學界一直未解的難題,就是將愛因斯坦的廣義相對論和量子力學結合,並建立一個完整的量子重力理論。對於這個問題,Nature Physics中的一篇論文提供了新的解決方案。

  • 重離子對撞物理中的新發現:世界上旋轉最快的物質

    探索並了解自然界的規律與特性一直都是物理學家的最終目標,而高能物理學家則是專注於自然界中基本粒子與其之間交互作用力的關係。目前基本交互作用力被分為四類,包括了電磁、弱作用、強作用以及重力。電磁與弱作用的特性已經從很多實驗結果中有比較清楚的了解,但是強作用(量子色動力學)卻還有很多未知的地方。

  • 旋轉最快的物質—夸克膠子電漿態

    美國科學雜誌Discovery所選出「2017年100個最有趣的發現」中,第38名的發現「世界上旋轉最快的物質態」為成大物理系助理教授楊毅團隊參與之美國布魯克海文實驗室相對論性重離子對撞機(Brookhaven National Laboratory’s Relativistic Heavy Ion Collider, RHIC)中STAR實驗組的研究成果。本文將訪問楊毅助理教授之訪問內容秉整為文章,介紹此實驗之內容與楊毅助理教授對此實驗之看法。

  • 2018諾貝爾化學獎:控制生命多樣性展現出演化的力量

    2018 年諾貝爾化學獎,由 Frances H. Arnold 、 George P. Smith 與 Gregory P. Winter 爵士共同獲得,以分別表揚他們以導向演化方式製造酵素,與蛋白質及抗體噬菌體展示技術 (phage display) 的貢獻。

  • 2018諾貝爾物理獎:雷射光學領域的突破

    瑞典皇家科學院在今日2018年10月2日台灣時間晚間5點49分(比原定時間晚了4分鐘)公佈了2018年的諾貝爾物理獎要頒發「在雷射物理領域具有突破性發明」的現年96歲美籍物理學家Arthur Ashkin、現年74歲法籍物理學家Gérard Mourou和現年59歲加拿大籍物理學家Donna Strickland。

  • 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。

  • 在亂流中出生的恆星

    恆星從氣體雲誕生的機制至今是個難解的謎;不過,這神秘的面紗一旦被揭開,瞭解形成行星、星系甚至宇宙的奧秘也就不遠了。

  • 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。

  • 大氣的季節性標示了外行星存有生命

    基廷(Charles Keeling)近期在美國夏威夷茂納羅亞火山(Mauna Loa, Hawaii)山頂上對二氧化碳所做的量測發現,這種溫室氣體的濃度自從1950年晚期之後數量上增加了30%,而在變化的趨勢上,他們也記錄到了,隨著北半球的樹木和其他植物從開花、繁茂到落葉、冬眠的過程,顯現出的一個波浪狀的季節變化曲線。如果有一個外行星能夠容身生命,而且如果它的轉軸也是傾斜的,那麼它的大氣組成也應該會隨著季節有所變化。那樣子的變化有可能經由遠距光譜法而被偵測得到?

  • 澳洲雪梨攜手美國矽谷推進量子計算之研發

    一家名叫Q-CTRL的公司是由在雪梨大學(the University of Sydney)工作的物理學家們所組成的。這家公司就是被IBM從各個領域中海選挑出的八家新興企業之一。

  • 拯救名畫大作戰︰膠帶撕不掉?把它溶掉吧!

    翹首以待已久的你終於收到2018年4月號的《物理雙月刊》了,你把它放了在桌上,打算待會回來再看,這時,你赫然發現你媽要把它拿了來墊鍋子!

  • 在黑暗中追尋光的男人

    本人1998年在美國康乃爾大學結束博士後研究工作後,隨即返回台灣學術界服務,1998年回國應聘於花蓮東華大學物理系,2000年落腳於台北台灣大學凝態中心擔任助理研究員,並成為第一個進駐凝態物理新館的研究實驗室,倏忽之間已度過了二十年的研究生涯 (1998-2018)。

  • 正子與電子的龜兔賽跑:正子激發磷光強度遠勝電子

    不過引發陰極發光並不是電子的專利。電子的反物質—正子,也有同樣的效果。在德國普朗克離子物理研究所的Eve Stenson和她的團隊,在最新的研究報告中比較同樣能量的電子與正子造成的磷光強度。實驗證實,正子能夠激發更亮眼的發光效應。

  • 首個星系級的重力實驗︰廣義相對論再攻下一城

    愛因斯坦廣義相對論的不敗紀錄又被刷新——有10位來自英美德的科學家在去年(2017)提交論文發表一個用於驗證廣義相對論的星系級實驗結果。

  • 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。