本周焦点
迄今最宏观波粒二象性观察实验获得成功
维也纳大学完成了迄今最宏观的波粒二象性观察实验,打破了量子叠加态的原有观察纪录:一个可观察到波动性的行为的巨大分子,包含超过800个原子,由大约5000个质子、5000个中子和5000个电子构成。
波粒二象性是量子力学的核心概念之一,但宏观物体因为质量过大而无法观察到微小的波动性,那么,其具体能达到多大呢?科学家们创建的卟啉核全氟烷基链的树样分子回答了这个问题,其名称为C284.H190.F320.N4.S12,其刷新了波粒二象性的分子大小原有纪录,被认为在波粒二象性的检测以及对宏观物体的量子叠加观察两方面,均作出了极为显著的进步。
“最”案现场
世界最长寿生物507岁
一只叫做Ming(明)的深海圆蛤被认为是迄今世界上最长寿的生物,达到507岁,但已为科学壮烈献身。这只圆蛤是从北大西洋海底捕捞到的,科学家一度错误地计算了它的年龄,实际上它在哥伦布发现美洲大陆之后7年就出生了。英国班戈大学研究人员在撬壳分析时,这只圆蛤的生命迹象渐渐消失了,但对其的研究将有助于揭晓生物的长寿之谜。
本周擂台
3D打印技术:金属枪与肝脏薄片
继3D打印塑料枪支引发广泛争议后,美国得克萨斯州一家仪器公司宣布用金属粉末成功制造并测试了世界上第一支3D打印金属枪。目前枪械专家已使用该枪试射50发子弹,射击距离超过27米,且多次击中靶心。其问世将改变人们对3D打印产品精确或强度不够的既有印象,但也再次引发了关于这项技术安全性的拷问。
而美国Organovo公司日前使用3D生物打印技术,打印出了部分肝脏,研究结果表明,他们制造出的肝脏薄片的功能上逼近人体肝脏,可部分替代人体测试。其有望加速新药研发进展,并为科学家们最终在实验室培育出完整且可供移植的肝脏带来希望。
一周技术刷新
更为安全高效电动汽车无线充电技术
美国北卡罗莱纳州立大学的研究人员开发出一种将固定电源转换成无线接收机的发射功率技术,其体积小、功能多,目前在最高效率下,能量传输功率可达到0.5千瓦,研发人员的目标范围是0.5千瓦到50千瓦。为高速公路上经过的电动车建立安全且高效的“无线充电站”的目标或可更近一步。
利用电磁场“隐身”物体技术获成功
加拿大多伦多大学电气与计算机工程系的研究人员利用电磁场原理,在实际应用中首次验证了一种稀薄、可扩展和适应于不同物体类型及大小的新型“隐身”技术的有效性。除在军事领域外,这种隐形技术还可用于“消除”障碍物,并可以改变隐形对象的信号,使其显得更大、更小或转移。
钙钛矿太阳能电池转化效率可达50%
太阳能如果想同化石燃料竞争,就需要更便宜高效的材料做“帮手”。美国科学家们在最新研究中发现,以一种新式钙钛矿(CaTiO3)为原料的太阳能电池的转化效率或可高达50%,为目前市场上太阳能电池转化效率的2倍,能大幅降低太阳能电池的使用成本,但钙钛矿的储量不充足可能会是个问题。
前沿探索
部分坍塌的量子比特可以恢复状态
在同一时间处于两种不同状态是量子比特的一个显著特点,测量量子比特会导致这种叠加态崩溃,使其塌缩成一个单一态。这个测量过程以及由此造成的量子比特坍塌似乎是不可逆转的。但牛津大学的一个团队的实验证明,有一种方法叫“自旋回声”,可以原则上完美地恢复部分坍塌的单个量子比特的状态。该成果可用于量子系统中的质量控制。
阻断DNA复制可抑制抗药性细菌生长
近来抗药性细菌的增加成为大众健康的严重威胁,人们需要新的治疗手段来应对这类细菌的感染。美国麻省理工学院找到了一种新的毒素,能够通过阻断DNA复制机能来抑制细菌的生长。该发现为开发下代抗生素奠定了基础。
奇观轶闻
1亿年前的“古海水”什么样
不用“穿越”也能直接测定古代海洋吗?有别于以往的间接确定,科学家们日前成功从北美大西洋海岸切萨皮克湾火山口沉积物中,直接抽取出1亿至1.4亿年前的“古海水”,分析揭示其盐度要比现代海洋高出两倍左右。该研究结果或将对古代海洋学中存在的不少争论和假说起到重要影响。
(本栏目主持人 张梦然)