科学

量子机器,量子计算化学,核聚变

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在最近的一期《科学》中,报道了量子机器,实际上就是微型机械振子系统,冷却到量子基态,然后用于精密测量或者展示一些量子世界的奇妙现象。这篇报道对这个方向很乐观,估计到明年就将有差不多6个实验组同时实现这个目标。同一期中,也有一个音频采访,讨论了这个有趣的话题。

量子计算机提出了十几年了,但如何能够做出比经典计算机更好的工作,还没有实现。最近有两个实验组分别利用单光子系统NMR系统完成了对氢分子基态能量的计算,精度非常高。这个代表了未来量子计算的一个发展方向,也许意味着量子计算化学的诞生。

另外的一个有趣的进展,是利用192束激光点火,完成核聚变的项目有了很大的进展,相关论文已经在网上公开了,科学杂志也对此作了一个详细的报道。核聚变是人类能源的最终极来源,能够做出可控核聚变,人类才能有光明的未来。

光脚不怕穿鞋的

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这是一句中国的俗语,今天的Nature上就有一篇文章“证实”了这一说法。

这篇文章的题目是 Foot strike patterns and collision forces in habitually barefoot versus shod runners Nature 463, 531-535 (28 January 2010),链接在这里。文章比较了光脚跑步和穿鞋跑步习惯上的区别,一般来说穿鞋的跑步者习惯用后脚掌着地,而光脚的喜欢用前脚掌着地(下左图)。对于冲击力来说,不同的脚掌着陆方式带来不同的响应(下右图)。看来对于保护关节来说,习惯光脚跑步还是很有帮助的。

 

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原文链接在这里,相关的英文报道

http://drgan.net/2010/10653/

 

最早的中文科学著作、科学期刊

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 最早的中文科学专著

众所周知,科学发源于西方,中国古代没有科学传统,故根本不存在所谓的“李约瑟猜想”(即为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生)。

科学从西方引入中国,只能通过对外交流。而中国向来以“中央帝国”自居,将中国之外的国家视作是蛮夷,不会有主动交流的欲望。而在海上航行不成熟的年代,最初更多是依靠陆上的商业交流,从西方抵达东方,需要跨越高山峻岭,邪恶沙漠,一路上危机重重,想想也不可能商人会大老远的送来科学书籍。传递科学文化的只可能是一群带着某种使命的人,是的,他们就是传教士。这是非常有意思的事情,科学和宗教历史上势不两立,然而到了东方,两者却完美的结合起来。

中国学者求证哈佛“作假”

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中国学者求证哈佛“作假”

■记者 孙滔

此黑洞非彼黑洞

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东南大学的崔铁军和程强近日贴在 arXiv 上的文章:An electromagnetic black hole made of metamaterials,被多个英文媒体报导,因此大热[1,2,3]。吸引眼球的主要原因是题目中的“黑洞”,但是文中所说的装置并非宇宙学上的“黑洞”的确切类比。另外,文章说这个装置可以用于收集太阳能。我觉得这又是不着边的话,这种超颖材料都是窄波段的,即便做到可见波段了,又如何能高效地收集太阳光呢。

通向生命体的量子叠加态?

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量子叠加态最大能够在多大的系统中存在?目前已经在光子,原子,以及cooper对中看到了薛定谔猫态。下一步是什么,当然是微型的机械系统了。通过光(纳米)机械振子技术,我们可能很快就可以看到振子系统的薛定谔猫态了。可是,我们能够真的在生物体中看到薛定谔猫态么?似乎不可能,但最近的理论工作告诉我们这是可行的[1]。通过光镊技术,可以把几十个纳米大小的振子束缚在光势阱中。这个振子几乎是完全与环境脱耦的,有可能通过光驱动冷却到基态,从而制备出薛定谔猫态出来。要知道,很多病毒是能够在真空中生存的。因此如果我们把病毒束缚在振子中,我们就可能制备出具有生物活性的系统的量子叠加态。这种量子叠加态与薛定谔当年提出的薛定谔猫态就几乎一模一样了。同样的技术也可能用于其他基于光学机械振子系统的各种量子信息处理过程[2]

SCI与973

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纵览今年“973”计划立项项目,仍旧没有脱离以发表SCI论文为研究目标的“俗套”,但也有特立独行者

SCI“骚扰”新版“973”

■记者 孙滔

今年7月公布了2009年“973”计划项目的主要研究内容、目标和研究队伍。这些立项项目一经科技部公布,马上被科研领域的相关网站 纷纷转载

尽管这项计划截至2007年共立项464项(含重大科学研究计划82项),国家财政投入82亿元,但其官方网站最近却一直打出“网站维护中,给您带来不便,敬请谅解”的字样,这样,其众多信息的官方渠道就成了谜。

卫生领域惹争议

纵览今年“973”计划所立共计144项的项目详单,其中不乏值得探讨之处

首先,中医药领域出现了靠拢SCI的苗头。“基于‘肾藏精’的脏象理论基础研究”项目的承担者、上海中医药大学王拥军公开表示,要在5年内“发表5~6篇研究水平高、影响力大的中医理论研究论文。在国内核心期刊发表论文130~160篇,发表SCI收录论文30~50篇。出版专著4~5部,申报国家发明专利6~8项”。使用该项目经费23.80%的王拥军课题组的发表论文数量为“20~30篇。其中被SCI收录5篇以上,申请专利1项”。

近年来,尽管坊间对于中医药领域的科研有不同声音,但国家还是重金资助了该领域。如广州中医药大学许能贵领衔“经脉体表特异性联系的生物学机制及针刺手法量效关系的研究”项目、中国中医科学院广安门医院仝小林领衔“以量—效关系为主的经典名方相关基础研究”项目等。

另外,在已经是动辄数千万国拨经费的新药创制重大科技专项首席科学家中,仍有数位领衔了今年的“973”项目。

红色高棉那些事儿

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对红色高棉领导人的审判,带给柬埔寨人的还有创伤记忆

解剖“审判创伤”

■记者 孙滔

2009年2月17日,柬埔寨法院特别法庭(Extraordinary Chambers in the Courts of Cambodia)开庭审理原金边S21监狱负责人康克由(Khang Khek Leu)一案,他被控在掌管金边S21监狱期间犯有危害人类罪、严重违反《日内瓦公约》、谋杀和酷刑等多项罪名。

然而,审判带给柬埔寨人的却不仅仅是正义。

今年8月5日,美国北卡罗来纳大学查珀希尔分校的助理教授Sonis博士在《美国医学会刊》(JAMA)发表调查报告称,在红色高棉时期幸存的柬埔寨人,其中超过14%的人符合创伤后应激障碍症(post traumatic stress disorder,PTSD)诊断标准,并且87.2%的人担心对红色高棉领导人始于今年的持续审问将会引发创伤记忆,即现在正在进行的所谓“红色高棉审判”可能会对许多柬埔寨人的精神健康造成影响。

审判

联合国与柬埔寨于2003年6月签署设立柬埔寨法院特别法庭的协议,对被指在1975至1979年间在柬埔寨犯有种族灭绝罪、战争罪及危害人类罪等罪行的前红色高棉领导人进行审判。除康克由外,被柬埔寨法院特别法庭逮捕的还包括前红色高棉主席乔森潘(Khieu Samphan)、外交部长英萨利(Ieng Sary)、社会事务部长英蒂迪(Ieng Thirith)和人民代表议会议长农谢(Nuon Chea)。而红色高棉前领导人波尔布特(Pol Pot)因心脏病突发于1998年4月15日去世,终年73岁。

联合国早在1948年即认识到有必要设立一个国际刑事法院来起诉灭绝种族等罪行,联合国大会在1948年12月9日第260号决议中通过了《防止及惩治灭绝种族罪公约》,公约第一条将灭绝种族定性为“国际法上的一种罪行”。

发现磁单极子:统一场理论的前奏?

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最近科学界最热闹的大概是科学家声称探测到磁单极子,这里没有提只好偶这个业余爱好者随便说说了。

上周的《科学》杂志发表了两篇论文

Picture of monopoles

Magnetic Coulomb Phase in the Spin Ice Ho2Ti2O7


T. Fennell 1*, P. P. Deen 1, A. R. Wildes 1, K. Schmalzl 2, D. Prabhakaran 3, A. T. Boothroyd 3, R. J. Aldus 4, D. F. McMorrow 4, S. T. Bramwell 4

Spin ice materials are magnetic substances in which the spin directions map onto hydrogen positions in water ice. Their low-temperature magnetic state has been predicted to be a phase that obeys a Gauss’ Law and supports magnetic monopole excitations: in short, a "Coulomb phase." Here, we use polarized neutron scattering to show that the spin ice material Ho2Ti2O7 exhibits an almost perfect Coulomb phase. Our result proves the existence of such phases in magnetic materials and strongly supports the magnetic monopole theory of spin ice.

另一篇

离子阱中的声学激光

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早在激光发明后不久,人们就在寻求其在其他系统中的对应物,比如说,声学激光,或者我们可以称之为“激声”。固体中的震动,一般是处于杂乱无张的状态的,比如热平衡态。声学激光,需要外加驱动引起振子的受激震动(对应于激光器中原子的受激辐射)。多年来,有关激声的理论方案有很多,比如离子阱,半导体系统,纳米机械系统,纳米磁系统,等等。实验上在半导体超晶格等系统中也看到了有关声学激光的某些标志。最近,在《自然 物理学》的网络版中,发表了一篇名为《声子激光器》的论文,来自德国和美国的作者们在Paul离子阱系统中用镁离子实现了一个可控的声学激光器。

我们都知道,在离子阱系统中,如果用红失谐光照射,会给系统降温,而用蓝失谐光照射会加热系统。但是详细的实验与理论发现,蓝光照射并不总是在加热振子的,也有可能引起振子的受激震荡。当驱动光超过一定的阈值后,振子的运动就从纯粹随机的布朗运动转化为相位相干的震动。不过与通常的激光器不同的地方在于,这个离子激声并没有输出,激声始终束缚在离子中,与外界没有耦合。论文把这称为一个零维的激声系统。这篇论文只描述了含有一个离子的实验。实际上,离子阱中可以含有多个离子,包含多个震动模式。通过驱动,我们可以让这些震动模式耦合起来,同时也可以激发出激声来,我们可以看到激声在这些震动模之间的传播。于是,通过这种可控的方式,我们可以看到激声系统从零维到高维的转化。

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