有不止一种方法可以引爆一颗恒星——事实上，科学家们知道两种。但是否会有第三种呢？有一组天文学家已经确认了两颗不属于任何已知类型的超新星，虽然另一组天文学家声称它们没有什么特别之处。如果第一个小组是对的，那将解决一个长久以来关于生命所需基本元素的来源的谜题。

第一类超新星爆发是由于双星系统中的一颗星爆炸。一颗白矮星，质量约与太阳相等，持续不断的从离它很近的伴星中吸取溢出的气体。到达某一时刻时，多余的气体导致恒星极度的不稳定，就像一个充了太多气的气球，堆积的气体引发剧烈的热核爆炸完全摧毁了这颗星。这类的超新星被称为Ia型超新星，它们的光度和持续时间都相当精确，以至于天文学家们使用它们测量我们到其他星系的距离或者示踪宇宙的膨胀速率。

第二类情况是一颗年轻的、大于10个太阳质量的巨型恒星在自身的引力作用下塌缩。重力压碎了恒星的核，释放出巨大的能量，驱使很大的恒星质量释放到空间中去，产生了炫目的爆炸，最后遗留下一个大质量的残留物，一颗中子星或是黑洞。这些恒星像风中的蜡烛一样死亡。与我们的太阳燃烧数十亿年不同，这些恒星在3000万年内就会变成超新星。

但是可能还有其他的超新星不是很符合这两种类型。以五年前被发现的被称为SN 2005cz和SN 2005E的超新星为例。两个都处于椭圆状的星系之中——前者在离地球约8000万光年的NGC4589，后者在离地球约一亿光年的NGC1032中。在两个事件中，天文学家们一开始都认为他们看到的是巨型恒星的塌缩。但是暗淡的光线和快速的下降却不能符合塌缩类型的标准。更令人迷惑的是，椭圆星系一般都很年老，几乎不含有年轻的恒星。所以，怎么会有年轻巨大的恒星在这样一个地方出现。

在明天《自然》杂志的两篇文章中，天文学家们将提出可能的解释。首先，对于SN2005cz，第一作者、日本广岛大学的Koji Kawabata和他的同事们决定跟踪研究这次爆炸的光变。在六个月的观测之后，他们得到了一些证据：只存在于核塌缩型超新星中的很强的钙线。他们的研究也表明，尽管NGC4589有着椭圆星系的特征，但是SN2005cz所在的区域却显示出最近有恒星形成的迹象。据Kawabata说，结果是“这个发现可以被标准核塌缩理论所解释。”

问题解决了？不全是。在第二篇文章中，第一作者、哈佛—史密松天体物理中心的Hagai Perets和他的同事们反驳说这个超新星代表了对双星对理论的一个修正。但在这两个事件中，两个超新星都是由一个低质量的、富含氦的白矮星，而不是通常的富含氢的白矮星产生。就像在SN2005cz中一样，研究小组在SN2005中也发现了很强的钙线。但是他们反驳说钙线也可以在爆炸的恒星中通过氦或其他元素的热核反应产生。

这个问题不止是理论上的。大质量恒星很少见，可能太少见而不足以使得我们星系中的钙像看上去这么多。但是白矮星是很普遍的，即使富含氦的白矮星只占一个小的部分，关于钙的难题可能已经找到了答案。

加州大学Santa Cruz分校的天体物理学家Stanford Woosley认为Perets小组做了一个关于富氦、暗超新星的“引人注目”的工作——他和他的同事们在1986年发展出这个模型。Woosley补充道：这意味着可能存在比我们以前想的更大范围的爆发现象。因为“这些事件比传统的超新星要暗淡很多”他说：“这才刚刚开始。”

• 量子计算机求解氢分子能级
• 第一台热冰计算机研制成功
• 银河系中心黑洞是位节食主义者
• Project X: 粒子加速器概述
• 球状闪电仅仅是幻觉?

• 量子能量远程传输

Black Holes Should Generate Ring of Light, Say Astronomers

arXiv:1005.1931 - Testing the No-Hair Theorem with Observations in the Electromagnetic Spectrum: II. Black-Hole Images

• 怎样找黑洞?
• 玻色－爱因斯坦凝聚态（BEC）中的声学黑洞
• 银河系中心黑洞是位节食主义者
• LHC可产生寿命达几分钟的黑洞

       经颅磁性刺激(TMS, Transcranial magnetic stimulation)是神经学家用于研究大脑的一种特别的技术–把人放在强磁场中,磁场快速变化,在大脑中产生电流(磁生电,电生磁,高中物理讲过),人会有相应的反应.

       TMS技术从上个世纪80年代开始发展,如今能够把磁场聚集在非常小的区域,这样就能在大脑的特定区域产生电流,研究大脑各部分的功能,是现代脑研究的强有力的工具.

       如果把磁场集中在大脑中的视觉皮层,那么快速变化磁场产生的涡流会使人看到盘状的或是线状的闪电,移动磁场时,闪电也会跟着移动.这样的实验已经被多次重复测试过,使用巨大的超导磁铁,可以在大脑中产生强度为0.5特斯拉的磁场.

       既然这现象在实验室中会发生,那么在真实的自然界中呢?奥地利因斯布鲁克大学(University of Innsbruck)的Joseph Peer 和 Alexander Kendl对此作了计算了,发现如果一类特殊的闪电与人的距离在200米内,那么会产生和实验室中类似的状况–可能看到球状闪电.这类闪电特殊在几秒内同一点会有多次回击,这类闪电大约占总量的1~5%.

       这是个有趣但很难实验的想法,毕竟自然界中的闪电不是人能控制的,并且带来了这么个疑问–自然界中还有哪些现象-比如发光的飞碟-也是人们大脑皮层产生的幻觉?

Magnetically Induced Hallucinations Explain Ball Lightning, Say Physicists

arXiv:1005.1153 – Transcranial stimulability of phosphenes by long lightning electromagnetic pulses

• 科学家首次复原恐龙原始体色
• 惰性中微子和中微子衰变很可能被否定
• 第一次观测到E8对称
• 玻色－爱因斯坦凝聚态（BEC）中的声学黑洞
• 第一次成功攻击商用量子加密系统

Dark matter 'no result' comes under fire

First Dark Matter Results from the XENON100 Experiment

Comments on "First Dark Matter Results from the XENON100 Experiment"

• 量子物理走入光合作用
• 制造暗能量探测器
• 日地距离变化的暗物质解释
• 用冷暗物质和超新星爆来模拟矮星系
• 2009 – 图片中的科学界

推荐李淼老师的文章:Benford定律

Benford's Law And A Theory of Everything

 

 arxiv.org/abs/1005.0660: The Significant Digit Law In Statistical Physics

• [已解决]哪位能推荐个wordpress空间么?
• 内蒙古发现最古老的蜘蛛化石
• 2009 – 图片中的科学界
• 第一次成功攻击商用量子加密系统
• 空中的粒子加速器

Image by NASA, ESA, HEIC, and the Hubble Heritage Team (STSci/AURA)

         行星状星云本质上与行星没有关系,只是因为在光学波段的观测与行星类似所以起了这么个名字,它是小质量恒星死亡时的一种状态.图中中间的小白点可能是一颗白矮星,被爆炸后的气体包围.

哈勃深空

Hubble's Top Ten Discoveries

 

Top Ten Hubble Scientific Discoveries

• 制造暗能量探测器
• 用冷暗物质和超新星爆来模拟矮星系

此图是各波段组合在一起的照片,红色区域温度大约60000K,蓝色和绿色区域温度高,大约1000000K.

        SDO于2月11日在卡纳维拉尔角(Cape Canaveral)发射,花了2个月的时间飞到了对地同步轨道,激活了实验仪器.至此开始向地球传送这些迷人又复杂的视频图像.

        SDO是NASA的Living with a Star (LWS,与星为伴)计划的第一步,LWS的目标是研究太阳作为一个磁场不断变化的恒星,它对地球和人类社会所能造成的影响.

        1) 3月30日观测到的日珥爆发 (高清下载:31MB)

      2) 4月8日观测到的耀斑 (高清下载:18MB)

First Light for the Solar Dynamics Observatory

• 内蒙古发现最古老的蜘蛛化石
• 火星上的神奇地貌
• 玻色－爱因斯坦凝聚态（BEC）中的声学黑洞
• 量子能量远程传输
• 一种新的超新星可能被发现

       上周在格拉斯哥(Glasgow)举行的皇家天文学会上,巴斯大学(Bath University)的Martin Füllekrug详细叙述了他们小组的发现:他们观测到无线电波与sprites(直译为精灵,雷雨上方偶然会出现的光球.)同时产生.理论解释是:sprites加速了周围的电子,产生了小型核电站能量级别的粒子束,进而辐射出无线电波.

       在我们头上几千米处存在天然粒子加速器的想法早在1925年就有了,当时英国物理学家,诺贝尔奖获得者威尔逊(Charles Wilson)考虑过雷云的电场问题,威尔逊认为这种电场会导致云上的大气层被电击穿,产生类似sprites这种现象.

       科学家认为这些sprites不仅仅照亮了天空,还能产生其他效应,类似来自太空的高能粒子或是宇宙射线轰击大气层,sprites电离出了空气分子的外层电子,这些电子聚集成狭窄的粒子束穿越对流层至近地太空,并产生无线电波频率的电磁波.

       1998年,Füllekrug的同事,美国新墨西哥洲洛斯阿拉莫斯国家实验室的Robert Roussel-Dupré使用超级计算机模拟了这种无线电波,模拟结果显示出这类电磁波的谱非常平坦,并且是脉冲形式,这与平常的闪电不同.

       2008年,一组欧洲的科学家法国Pyrenées的一座山上观测sprites,同时Füllekrug在地面上观测无线电信号,结果符合1998年Robert Roussel-Dupré的模拟.

       不远的将来日本发射的IBUKI卫星能观测大气层上方带点粒子运动.几年后,俄罗斯的CHIBIS和法国的TARANIS都能提供更精确的结果.

Physicists find a particle accelerator in the sky

• Project X: 粒子加速器概述
• 夸克星比中子星更重?
• 玻色－爱因斯坦凝聚态（BEC）中的声学黑洞
• 黑洞有光环?
• 量子物理走入光合作用

积累了很多时间长久的评论,我就不一一回复了,努力更新应该是最好的感谢方式吧.

• 空中的粒子加速器
• 夸克星比中子星更重?
• 怎样找黑洞?
• 自然现象中的Benford规律
• Project X: 粒子加速器概述

        Life杂志的摄影记者 Ralph Morse于1955年4月18日在新泽西洲拍摄了这组照片.55年后,life.com公布了这组爱因斯坦进行火葬的现场照片.

        1955年4月18日早间,爱因斯坦心脏停止了跳动,享年76岁.普林斯顿医院的病理学家取出了他的大脑,希望能通过研究发现为什么爱因斯坦这么聪明.

        遗体检验后,很快被运到新泽西洲首府特伦顿的殡仪馆进行火化,骨灰遍洒在了普林斯顿高级研究院的土地上.

        记者Morse跟随出殡队伍回到了普林斯顿Mercer路112号爱因斯坦的家中,他是在场的唯一一个摄影记者.但因爱因斯坦儿子的请求,Life杂志当时没有公布这些照片.一直到55年后的今天,Life又想起了这些照片,并将之公布.
 

全部照片请访问: life.com

Photos Surface of the Day Einstein Died

• 火星上的神奇地貌
• 引力透镜:现象

      科学家在中国发掘出中侏罗纪蜘蛛化石,化石品相十分完美,这只蜘蛛的学名叫Eoplectreurys gertschi,迄今为止只有3只样本,这是年代最久的一只(1亿6千500百万年).

      堪萨斯大学的古生物学家Paul Selden,也是这次发现的主导者,对这次的成果非常满意,”化石细节保存如此完好,令人惊讶,你过来在显微镜下看下,噢,太漂亮了.”

      化石的发现地位于内蒙古道虎沟,这地方最多的是蝾螈目动物化石,还有不少哺乳类,昆虫和水生加壳类动物化石,在侏罗纪时代,这儿曾是火山湖.

      中侏罗纪的蜘蛛化石很少,因为蛛形纲动物身体太软,很难完整保存.这次发现的蜘蛛很可能是被火山灰覆盖,火山灰颗粒很细,虽然压扁了蜘蛛,但没有破坏角质层的精细结构.

      这次发现公布在2010年2月6日的Naturwissenschaften杂志上.

Stunningly Preserved 165-Million-Year Old Spider Fossil Found

The oldest haplogyne spider (Araneae: Plectreuridae), from the Middle Jurassic of China.

• 生物分子手性起源
• 感谢大家一直来的关注,更新又开始啦 :)
• 用冷暗物质和超新星爆来模拟矮星系
• 银河系最重恒星:116倍太阳质量
• 月球可能来源于核爆炸

       最近，费米实验室的MINOS（the Main Injector Neutrino Oscillation Search）有了新的实验结果。这一结果倾向于排除存在第四种中微子即惰性中微子（Sterile neutrino）和存在中微子衰变的可能性。MINOS实验是这样的：首先，位于伊利诺斯州巴达维亚(Batavia)的费米实验室生成中微子束流，然后这些中微子穿越735千米的距离到达明尼苏达州北部的苏丹矿井并被MINOS的探测器探测到。对中微子的检测首先通过荷电流相互作用过程（charged current interaction）。这一方法可以区分出中微子的味：τ子中微子、μ子中微子和电子中微子。但是MINOS只能区分出后两种。实验中用到的另外一种过程是中性流相互作用（neutral current interaction）过程。这样可以探测到所有的中微子，但是不能区分出它们的味。

       粒子物理标准模型给出了以上3种中微子，这3种中微子与一般物质之间只能通过弱核力相互作用。但是标准模型并不完美，比如它预言中微子是没有质量的，但包括MINOS在内的实验都已证明中微子是有质量的。所以当有人提出存在第四种中微子，尤其是像惰性中微子这种与普通物质之间连弱核力相互作用都没有的中微子（只有微弱的引力相互作用）的时候，我们也不应该觉得这是多么新奇的事情了。不过正是因为惰性中微子与普通物质之间的相互作用比一般中微子更弱，对它的探测就更加困难。最初，来自CERN的非直接观察已确定出轻中微子只有3种，而且到目前为止也只观测到3种中微子。2001年，Los Alamos的液体闪烁中微子探测器LSND(Liquid Scintillator Neutrino Detecor ) 却似乎探测到了惰性中微子,但是之后没有人能再现这一结果。几年以前，费米实验室的MiniBooNE实验似乎可以否定掉LSDN的结果。这样，惰性中微子的幽灵在科学家之家荡来荡去。

      "我们的结果强烈的否定了惰性中微子的存在。"

       实际上MINOS对惰性中微子的存在提出了强烈的限制。过去的分析表明如果一般中微子转变成了惰性中微子，那么这个转化率只有68%。现在，新的分析则把这个转换率压缩到50%。

      第二个问题是关于中微子衰变的。3种中微子之间可以相互转变，即中微子振荡。通过对中性流过程和荷电流过程的分析，科学家发现到达苏丹矿井的中微子数目和费米实验室发射出来的中微子数目是一样的，但μ子中微子缺失很多。一般的解释是μ子中微子转变成了τ子中微子。而另一个理论认为丢失的中微子是衰变掉了。MINOS的科学家分析了两种情况：第一，只有衰变；第二，衰变和震荡都对中微子缺失有贡献。结果是实验数据和第一种情况不符。

报道原文：New MINOS results "stongly disfavor" sterile neutrino ,neutrino decay

论文：Search for sterile neutrino mixing in the MINOS long baseline experiment /p>

• Project X: 为什么选择中微子
• Project X: 粒子加速器概述

      粒子物理的标准模型非常成功,能够解释大部分粒子物理学的现象,但随着探测技术越发先进,我们对宇宙有了更细致的了解,同时也发现了越来越多偏离标准模型的现象,比如暗物质,中微子质量,等等.超越标准模型的新物理学正等着我们去建立.

      中微子是我们探索这片未知领域的强力工具,物理学家希望利用中微子来揭开下述疑问:

            1)为什么我们的宇宙由物质组成,而不是反物质.
            2)物质-反物质不对称的根源是什么,真是CP破缺?
            3)中微子在物质-反物质不对称中扮演什么角色?
            4)如果中微子参与CP破缺,和夸克系统中观测到的CP破缺是否有联系?
            5)是否存在反中微子?
            6)中微子在宇宙演化中扮演什么角色.

      物理学家至今发现了三种中微子,分别为电子中微子,μ子中微子,τ子中微子,宇宙中充满着中微子,但是它们极少与普通物质发生相互作用,张开你的手,每三秒钟就有一万亿个中微子穿过,但偶尔会有一个中微子与你手中的原子碰撞.

      费米实验室的Project X中的长基线中微子实验项目拥有世界上最高强度的中微子束,也有着世界上最大的中微子探测器.是地球上能够制造和探测到中微子数目最强大的科学仪器.为科学家提供了超越标准模型,探索未知领域的工具.此项目属于美国粒子物理10年计划中的强度领先(Intensity Frontier)环节.

如果想了解更多,请阅读:
 

中文的互动百科对中微子介绍很多:http://www.hudong.com/wiki/中微子

Deep Scienc的文章: WHAT ARE NEUTRINOS TELLING US?
费米实验室Boris Kayser and Stephen Parke的文章: THE NEUTRINOS 

此文来源 – 费米实验室: Why neutrinos?

• Project X: 粒子加速器概述
• 惰性中微子和中微子衰变很可能被否定

费米实验室(Fermilab)的未来规划:

      许多年来,费米实验室拥有世界上最高能量的粒子对撞机和最高强度的中微子束.(注:前者指单粒子拥有的能量,后者指粒子的流量.)然而如今CERN的LHC(大型强子对撞机)在能量上已经超越了费米实验室,日本的J-PARC正着手建设的长基线中微子项目也将优于费米实验室.在这样的国际环境下,美国基本粒子物理学会(US elementary particle physics community)启动了一项针对未来10年的规划:目标能量领先(energy frontier),强度领先(intensity frontier),宇宙暗物质暗能量探测领先(cosmic frontier).费米实验室是这项计划中加速器的唯一选址,费米实验室的未来规划将完全配合美国的这项10年计划.费米实验室的重点是建造高强度的质子源,这也是这项长期计划的关键.

费米实验室加速器的改进:

       Project X是费米实验室兆瓦级质子加速器(multi-MW proton accelerator)的项目名称.它基于采用超导射频技术的氢离子线性加速器,Project X是费米实验室整个加速器项目能量和强度保持领先地位的关键.Project X为中微子物理和非标准模型物理的研究提供了最好的条件,也为非传统粒子物理领域打开了一扇窗,比如冷中子物理,加速器驱动次临界清洁核能系统(accelerator-driven subcritical systems, ADS).Project X采用与国际直线对撞机相近的技术,这可以使费米实验室成为这台未来加速器的主要承担者或是主要的技术贡献者.兆瓦级加速器的制造也为未来的μ子加速器提供了技术预备.

Project X 的预期目标与基本架构:

      1)基于质子源的长基线中微子束,此质子源可以提供60~120Gev能量区间强度不小于2兆瓦的粒子束.

      2)由高强度质子支持的精确μ子和K介子实验.

      3)为未来的中微子工厂和μ子对撞机所需的μ子源打下基础.

      为达到上述的目标,物理学家们设计了两套方案,一是建造8Gev的脉冲型直线加速器(pulsed linac),第二种方案是先建造约3Gev的连续波直线加速器(continuous wave linac),接着再建造8Gev的快循环同步加速器(rapid cycling synchrotron)或者超导脉冲直线加速器(superconducting pulsed linac).这两套方案中对粒子的加速和积累都用到了费米实验室已有的循环器和注入环.

      这两套方案都能为远在1000公里外的探测器提供极高能量的中微子束,但第二套方案更精确,使用的技术是全世界最领先的.

Project X 初步预备投入:

      在满足下面几个条件下,两个方案整个项目的初步预备投入(pre-CD-0)约为15亿美元:
      1)前期规划和设计在2010年12月完成,建设期为2013年到2017年
      
2)美国能源部(DOE)的帮助可加快建设.
      3)40%的风险预备金.

其他应用:

      Project X发展的技术同样对下列项目有帮助:

      1)加速器驱动能源系统
      2)原子物理需要的稀有同位素的制备
      3)中子源
      4)X射线自由电子激光器
      5)能量回收直线加速器
      6)材料研究需要的μ子设备

美国参与机构:

Argonne National Laboratory – 阿贡国家实验室
Brookhaven National Laboratory – 布克海文国家实验室
Cornell University – 康乃尔大学
Fermilab(Fermi National Accelerator Laboratory) – 费米国家加速器实验室
Lawrence Berkeley National Laboratory – 劳伦斯伯克力国家实验室
MichiganState University – 密歇根州立大学
Oak Ridge National Laboratory – 橡树岭国家实验室
Thomas Jefferson National Accelerator Facility – 托马斯杰斐逊国家加速器实验室
SLAC National Accelerator Laboratory – 斯坦福线性加速中心国家加速器实验室
Americas Regional Team of the ILC – 参与国际线性加速器设计的国内小组

印度的参与:

      印度对Project X制造中涉及的技术很感兴趣,渴望获得加速器驱动系统方面的知识和技术.多家印度科研机构已经直接参与到了费米实验室超导射频设备的研发中.初期的讨论确定印度将以制造实物的方式参与Project X的研究,开发和建造中.印度将提供线性加速器50%的组件,并参与线性加速器所有的设计工作和运行任务.印度寄希望于参与Project X项目后能拥有在印度本土制造兆瓦级质子源的能力.
 

摘录翻译自费米实验室Steve Holmes的文章,Project X项目白皮书:  Project X: Accelerator Overview

• Project X: 为什么选择中微子
• 惰性中微子和中微子衰变很可能被否定
• 引力透镜:现象
• 2009 – 图片中的科学界

     1993年，IBM的位于纽约的沃特森研究中心(IBM's Watson Research Center in New York State)的Charlie Bennett和他的同事们向人们展示了如何把量子信息从一个地方传输到另一个地方而不需要通过其间的空间.这项技术依赖于量子纠缠(处于纠缠态的两个粒子的量子态之间有深刻的联系：对其中一个粒子的测量会立即影响到另一个粒子的量子状态，哪怕它们相距天涯海角)。Bennett他们把这项技术叫做远程传输。

    对这项技术的潜在价值是怎么说也不过分。由于量子粒子在本质上是不可区分的，所以在传输粒子的时候没有必要真的把粒子本身传输过去，只要把它们的所有信息传输过去，在终端就可以重现这些状态的粒子（当然前提是你得把相应的粒子准备好）。Bennett之后物理学家们就是根据这个想法进行了光子,原子和离子的远程传输实验.不难想象,在不久的将来远程传输分子甚至是病毒都是很有可能的.

    最近的研究发现在远程传输信息的过程中伴随着能量的传输.原来远程传输中对第一个粒子的测量意味着向整个系统输入了能量,通过对第二个粒子的合适的测量就可以把这些能量重新提取出来.他举了一个例子.设想在电场势阱中有一串处于纠缠态的振荡着的离子,测量第一个离子就向系统以声子（振荡的量子）形式注入了能量.对最后一个离子进行合适的测量就能提取这个能量．从原理上讲，这一过程可以以光速进行．这样声子就不会经过中间的离子（从而也没有热耗散），即远程传输．

     不过日本东北大学(Tohoku University)的Masahiro Hotta认为这项发现对物理学基础的意义可能更大．基于这项发现Hotta在他的论文中给出了量子信息和量子能量之间的两个限制关系(不等式):传输过程中能够获得的最大能量不小于与纠缠基态消耗相关的一个量：

相应地,传输过程中纠缠基态的消耗不小于与传输能量相关的一个量：

     近年以来物理学家们越来越感觉到能最好的描述我们的物理世界的法则是那些描述信息的法则,而不是描述物质与能量的法则(参:全息原理,熵力,最大熵原理……),希望Hotta的发现能是我们走得更快,更远.

参考报道：

Physicist Discovers How to Teleport Energy

论文：

Energy-Entanglement Relation for Quantum Energy Teleportation

• 第一次成功攻击商用量子加密系统
• 量子计算机求解氢分子能级
• 肉眼探测鬼魅作用(spooky-action)

       通过向分子发射千万亿分之一秒(10^-15s)的激光脉冲,科学家揭示了植物和某些细菌光合作用的能量传递原理,这项成果发表在2010年2月3日的Narure杂志上.

       量子现象发生在每一个光合作用细胞中的成百万个天线蛋白(Antenna Proteins)之间,能量通过电子自旋的方式从感光细胞传到最近的光合反应中心,传递过程中能量基本上没有损失,这是因为量子物理在起作用,能量传递在所有传播路径上都有振幅,当达到光和中心时才会选取特定的道路,自然,会选取最早传播到的最短的路.

       “打个比喻是下班高峰期你可以选取3条路开车回家,但是你不知道任何一条路的交通状况,这时你只能撞运气了,而引入量子力学后就不同了,就像有分身一般,同时走三条路,当一个分身回家时,其他分身就消失了,回家的分身成为了你.,所以你总是选择了最近的路.”多伦多大学的生物物理学家Greg Schles解释道.

       之前在低温(-184摄氏度)进行过此类实验,但这是第一次在常温下实验并取得成果,光合作用的能量传递原理可以仿生用到太阳能电池上,已经有人在做这方面的工作.此外,此能量传递结构还可运用到量子计算机信息传递上.

Everywhere in a Flash: The Quantum Physics of Photosynthesis

• 这周发生的暗物质实验争论
• 制造暗能量探测器
• 量子计算机求解氢分子能级
• 新宇宙模型：过去由未来结晶而成
• 肉眼探测鬼魅作用(spooky-action)

       上面这张图是分别加紫,红,红外滤镜的望远镜合成照片, 拍摄的是NGC3603星云,这星云位于银河系船底座悬臂中,被发光的星际尘埃和气体包围着,离地球两万光年远,照片中这片区域是孕育恒星的温床,照片由位于智利塞罗帕拉纳(Cerro Paranal, Chile)的欧洲南方天文台VLT(Very Large Telescope)拍摄.VLT是世界上最大的光学望远镜(且可以看一些红外和紫外波段),由4架8米口径望远镜组成,等价于一台16米口径的望远镜.

       NGC3603的活动恒星形成区是我们星系最大最紧致的星团之一,里面孕育着成千上万的年轻恒星,大质量恒星.其中包括不少蓝巨星和3颗沃尔夫-拉叶星,这些明亮的恒星某些最终会通过超新星暴抛出大量物质.

       银河系最重的恒星,116倍于太阳的质量,就位于这个星团中.

       上面这张图拍摄了整个NGC3603星云.

Telescope Finds Galaxy’s Most Massive Star Yet

• 银河系中心黑洞是位节食主义者

做了一个英文科学新闻RSS的在线阅读,放在了页面顶部,点击上图所示的"科学新闻聚合"就能进入了.

也可以直接输入链接:http://rss.iand.info 或者 http://iand.info/rss 进入.

如果大家有推荐的英文科学站点的话请留个言(中文的我想另做个,要不然太多rss,不好找),我加进去.

本来做这东西的目的是方便我们几个作者找文章用的,但我想还是开放的好,我们每天报道的内容很少,如果想获取更多第一手的科学资讯,那就点进去看看吧.

 对了,如果你觉得那篇文章好,想翻译给大家看看的话,非常欢迎往我这贴份,主页面右边一栏的下部有"注册"链接,注册后点击"站点管理"就能往我们这贴文章了.

• 奥巴马政府的科学预算增减表

           激光核聚变的原理是这样的：用激光照射加热用做聚变材料做成的靶球，当靶球发生内爆是就会加热和挤压它的核心部分，使得这部分的温度和压力达到核聚变的要求．在这种情况下，聚变反应速率已经足够大，使得在靶球飞散之前已有相当多的核反应发生．

          "国家点火装置"有192个巨型激光器,它们输出的能量比以前任何激光系统所能供给的能量要高出至少60倍.当它们一起开动的时候能供给给靶室中的靶子的能量会达到将近2百万焦耳.这样就会创造出只有在恒星、大行星以及核武器中才会出现的聚变条件。以前的实验由于采用不均匀的内爆方式,能量浪费很大.这次的实验能够把靶室里的靶子压缩成球形,从而又提高了能量利用率.目前所使用的样靶不含聚变的关键成分：氘和氚。结果显示聚变条件是可以达到的。

        现在实验人员一边为10cm厚的铝质靶室安装新设备,一边建造巨大的阻挡中子的混凝土门.在接下来的几个月里他们将测试一系列的新靶子,以检测反应情况.如果一切顺利,到年底,他们就要进行最终的点火实验.

        期待他们的结果!

参考报道：

Giant laser reaches key milestone for fusion

  Lasers zap fusion doubts at NIF

• 受控核聚变:托卡马克与悬浮偶极场

中华龙鸟复原图(图片提供：Chris Sloan, National Geographic magazine paleontology editor)

　　如果史蒂文·斯皮尔伯格这次想拍个“白垩纪公园”的话，他可以不用再为恐龙着色的问题犯愁了。因为近日，中国、英国和爱尔兰三国科学家首次在热河生物群的带毛恐龙和古鸟类化石中发现了两种黑色素体。这一成果不仅为鸟类起源于恐龙的假说提供了新证据，也为恐龙和古鸟类可能拥有艳丽的色彩提出了假设。

　　以前我们对于恐龙的直观了解基本都来自于化石，但是关于恐龙的颜色，化石只留给我们无限的想象空间。此次研究人员在1.25亿年前的孔子鸟（Confuciusornis）化石中发现了两种类型的黑色素体：真黑色素(Eumelanosome)和褐黑色素(Phaeomelanosome)，两种色素分别能产生黑灰色和红棕色。同时，这也是褐黑色素在古鸟类中的首次发现。

孔子鸟羽毛颜色(图片提供：University of Bristol)

　　同一时期的中华龙鸟（Sinosauropteryx）在其头、背和尾部分部有羽毛状的刚毛，研究人员在这些刚毛中同样发现了褐黑色素(Phaeomelanosome)。不含有黑色素体的地方就会呈现白色，科学家们推测，这些带毛的恐龙和古鸟类已经具有以灰色、褐色、黄色及红色为主要色彩的基础，研究人员据此复原了中华龙鸟的原始体色。

中华龙鸟化石(图片提供：Institute of Fossil Paleontology and Paleoanthropology, Beijing)

　　
　　恐龙是否具有真正的羽毛一直饱受争议，此次发现的研究者认为，中华龙鸟的“毛”状结构与鸟类羽毛同属皮肤衍生物，而不是皮肤内的纤维；这一发现倾向支持鸟类起源于恐龙的假说。此项研究有望开辟新的研究领域，让我们对史前颜色的未知世界有更深的了解。

    Source:The Lost World, Now in Color

    Article:Fossilized melanosomes and the colour of Cretaceous dinosaurs and birds

• 量子能量远程传输
• 量子计算机求解氢分子能级
• 感谢大家一直来的关注,更新又开始啦 :)
• 球状闪电仅仅是幻觉?
• 2009 – 图片中的科学界

       这周一,奥巴马总统公布了新的科学预算计划,除了疾病控制中心,其他科研单位的预算都有所增加.

       国家卫生研究院获得了最大的预算增幅,达到10亿美元,这样,国家卫生研究院每年的预算将达到321亿美元,国家科学基金会,NASA,环境保护署也都有5亿美元左右的增幅.但是,这只是一个提案,需要通过国会的审核,也需要一些其他因素的妥协,比如NSSA同意终止月球项目–这遭到了强烈反对.

Charting the Winners and Losers in Obama’s Science Budget

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• 火星上的神奇地貌

       我们先看下核聚变,一般核聚变使用的燃料是氘(D)和氚(T),两者都是氢(H)的同位素,区别在于氢没有中子,而后两者分别带有1个和2个中子.”聚变”代表两个原子结合放出能量,对应的”裂变”为一个原子分裂为两个原子放出能量,原子弹对应着裂变,而氢弹是聚变,人类现在还无法控制核聚变,如今的发电站都是裂变发电,聚变比裂变放出的能量更多,而且氘和氚可以从海洋中提取,每升海水提取原料的聚变能量相当与300升汽油,如果人类掌握了受控聚变反应的话,那接下来几十亿年的能源问题就容易解决了.

       发生核聚变的条件是原子核之间突破库仑力,靠的足够近,两个原子核能撞在一起,反应这样才能开始,并且需要保持这状态足够长的时间,这样才能有效的利用核聚变能.理论计算得出把反应物加热到一亿度反应才能充足的发生(温度稍微低些也能反应,但这时聚变放出的能量还没我们加热给予的多,这样就不能发电了),加热这步已经有许多技术可以实现.而维持长时间的反应仍是个问题,对于一亿度的高温,还没办法制造个容器把反应物关在其中.所以需要找些特殊的方法.

       一亿度时反应物是什么状态呢,大家知道随着温度的上升,物质会由固态转为液态,继续加热会变成气态,如果再继续呢,这时电子会和原子核分离一段距离,这时称为等离子体,等离子体在地球上含量不多(但还是很容易见到,比如荧光灯灯管中,闪电,极光等),但在宇宙中,99%的可见物质处于等离子状态.太阳中心0.2个半径内温度很高,不断的发生等离子体的聚变反应,氢核聚变为氦核,这就是太阳光的来源.太阳质量很大(地球的333400倍),能够靠本身的引力来约束等离子体,维持反应.

       高中物理学过,在磁场中,带电粒子受到洛仑兹力,这时带电粒子在磁力线垂直方向作环形运动.一亿度时,等离子体由带正电的氘核和氚核,带负电的电子构成(平常原子显中性,这时分离开一段距离后后会在小范围内显示各自的电性,但等离子体中原子核与电子没有完全分开,所以大范围还是电中性),这就有了方法,如果我们给予一个极强的磁场,那就可以使高温等离子体绕圈运动,而不是到处扩散.最为著名的等离子体约束装置托卡马克就是这原理,这儿直接摘录维基上对托卡马克的介绍:托卡马克（Tokamak)的名字 Tokamak 来源于环形（toroidal）、真空室（kamera）、磁（magnit）、线圈（kotushka）。最初是由位于莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在1950年代发明的。托卡马克的中央是一个环形的真空室（有点像轮胎），外面缠绕着多组一定形态的线圈。真空室内充入一定气体，在灯丝的热电子或者微波等预电离手段的作用下，产生少量离子，然后通过感苏联应或者微波、中性束注入等方式，激发并维持一个强大的环形等离子体电流。这个等离子体电流与外面的线圈电流一起，产生一定的螺旋型磁场，将其中的等离子体约束住，并使其与外界尽可能地绝热。这样，等离子体才能被感应、中性束、离子回旋共振、电子回旋共振、低杂波等方式加热到上亿度的高温，以达到核聚变的目的。

       目前最大的核聚变项目ITER(国际热核聚变实验反应堆)即利用了托卡马克结构,此项目需耗时30年(进行中),耗资约100亿欧元,是排国际空间站之后的第二大科技投入.托克马克是现今最成熟的磁约束装置,但人们还在不断的寻找新的方法.

       类似地球,木星这样的行星具有磁层,它们的偶极磁场能够束缚高温高压的电离物质.最近,哥伦比亚大学的MIcheal Mauel和他的同事们受到上述行星磁场的启发,做了初步的实验,名为悬浮偶极实验(Levitated Dipole Experment,LDX).他们利用强磁场把一块半吨重的电磁铁悬在空中,并加入各种不同参数的等离子体,实验证实某些等离子体的扰动会导致密度的增加,这是聚变反应关键一步.这个方法对比托卡马克的优势是产生的偶极磁场中没有扭曲的和螺线形的磁力线,这样等离子体从边缘进入高温中心的过程中不会损失能量,托卡马克常用具有放射性的氚作为反应物,氚又需要使用氘来合成,而使用悬浮偶极装置可以直接使用氘做反应物,更为方便无污染.

       这次的实验注入的等离子体约为1000万度,Munuel想在接下来的实验中注入更高温度的等离子体来增加聚变机率,此次实验发表在2010年1月24日的Nature physics上.

LDX报道:Planetary physics shrunk into a lab as MIT pursues fusion

LDX论文:Turbulent inward pinch of plasma confined by a levitated dipole magnet

LDX演示:http://www.psfc.mit.edu/ldx/ldx_daily_op.html

LDX视频:http://v.youku.com/v_show/id_XMTQ5Njg2NDA0.html

• 受控核聚变:激光核聚变取得重大突破

Strange Places on Mars: What Do You Want to See Next?

• 爱因斯坦逝世55周年,第一次公布出殡照片.
• 奥巴马政府的科学预算增减表

       我们知道宇宙可见物质产生的都是引力,它们间相互吸引会导致宇宙慢慢聚团收缩,而实际上天文学观测到宇宙现在处于加速膨胀阶段,这便有了矛盾,现在主流观点是采用暗能量来解释宇宙膨胀,暗能量占宇宙全部物质的73%,密度为每立方米有10^-10焦耳,充满着宇宙,产生斥力,但暗能量至今没有观测到.

       最近,斯坦福大学的Martin Perl和加州大学伯克利分校的Holger Mueller提出了在实验室检验暗能量的方法.虽然10^-10焦耳的数量级很小,但是物理学家仍有能力测量,比如存在一电场,每米电压1伏特,那么这个电场的能量密度为10^-12焦耳每立方米,这要比暗能量的还小,但科学家可以轻松检测.

       问题是,电场和暗能量完全不同,电场你可以通过开关来检测能量的变化,关闭电源时可以认为电场能量为零,打开时测到的差值就是电场能量了.而暗能量你无法关闭,至少人类现有的科技无法做到操纵暗能量,这样的话就没法定标,没法比较测量.

       仍有可能暗能量不是完全均匀的,可能会这儿密些,那儿稀些,这为我们提供了比较测量的途径.文章中使用原子干涉这种方法.如上图所示,两个原子在非均匀的暗能量场中通过两条不同的路径,走过相同距离后干涉,因为两条路径上的暗能量场不同,所以原子的波函数会不同,可以通过两者波函数的干涉结果来检测暗物质.这种双原子干涉的精度可以达到10^-17焦耳每立方米.

       这个实验令人兴奋,因为它用到了如今人类的最高水平技术.但实验有两个潜在的问题,一是我们对暗能量了解有限,它会不会影响原子的波函数仍不确定,二是在这么低的能量下,有可能存在未知的力干扰实验.但不管如何,我们期待实验结果,希望是另所有物理学家眉开眼笑的结果.

How to Build a Dark Energy Detector

Exploring the possibility of detecting dark energy in a terrestrial experiment using atom interferometry

• 这周发生的暗物质实验争论
• 哈勃(Hubble)20周年: 20年来的重要工作
• 量子物理走入光合作用

       月球形成最主流的学说叫做”大碰撞学说”,大约在45亿3千3百万年前,那时地球刚形成,一颗如火星般大的小行星撞击原始地球,撞后形成了质量不等的两部分,其中小的那部分就是月球,大的自然就是现在大家居住的地球了.

       根据最新的计算机模拟,月球的质量80%来源于撞击的那颗小行星,20%来源于地球.而现在对月球岩石样本的分析,发现月球上的石头与地球上的石头成分太像了,这就很难用上述大碰撞假说的模拟结果来完美解释.

       此外还有一种流行的假说叫做”分裂假说”,由George Garwin (生物学家达尔文的儿子)提出,这个假说大概意思是地球转的太快了,把一部分质量给甩了出去,形成了月球.一般认为,太平洋就是抛出月球后留下的大坑,但如今对太平洋盆地土质的分析显示太平洋比月球年轻2亿多年.此外,这个假说不能解释月球系统的角动量,

       最近,西开普大学的Rob de Meijer和阿姆斯特丹自由大学的Wim van Westrenen改良了上述”分裂学说”,他们认为地球旋转的离心力把一些重元素(比如铀和钍集中到赤道平面,这些重元素聚集越来越多,越来越密,当超过临界质量后就发生了连锁核爆炸.两位作者通过计算显示失控核链式反应是极有可能发生的.爆炸把核幔边界的很多物质抛入太空,之后这些物质聚积起来形成月球.

       两位作者根据他们的模型计算了月球深层岩石(表层因被太阳风影响误差太大)氦-3和氙的丰度,希望以后从月球带回来的深层岩石能验证他们的理论.

Moon May Have Formed in Natural Nuclear Explosion

An alternative hypothesis for the origin of the Moon

• 生物分子手性起源

        如果造成光线弯曲的大质量天体非常致密，质量足够大，能够使得背景源发出的不同方向的光线在观测者这里相交，那么观测者就可以观测到神奇的现象：多像系统。多像系统于1937年提出，在1979年被观测到（"Twin QSO" SBS 0957+561.）。之后，引力透镜成为天体物理学中非常活跃的一个课题。如果整个系统的对称性比较好，观测者甚至可以看到更极端的现象：爱因斯坦环。想象一下，观测者，大质量天体，背景源，三者一线，源发出的一圈光线在观测者处汇聚，观测者将看到一个美丽的环。这种现象用一个蜡烛一个放大镜就能体验。对称性不是很好的系统中可以看到的是背景星系被极度扭曲而形成弧线。

        引力透镜有三种：强、弱、微引力透镜。
        强引力透镜是那种可以很容易就观测到扭曲的情况，比如爱因斯坦环，弧，和多像系统，也就是以上所说的几种情况，都属于强引力透镜。

        弱引力透镜则是不太容易认证的扭曲，需要用到大样本统计，才能分析出的情况。比如许多背景星系的光线在跑向我们的过程中被一个星系团所扭曲，但是扭曲不是很明显，但是如果我们对这些背景星系做相关分析等，就能发现星系团所造成的扭曲。

        微引力透镜则是指不能通过形状的扭曲来判断，而只能通过亮度的变化来判断出的情况。被透镜系统放大了的像，其总亮度也会变化，所以通过亮度变化也能认证出透镜系统的存在。

        引力透镜是一个实实在在的物理现象，知道了其原理，就可以通过观测到的现象去了解一些难以观测的东西，比如通过强透镜现象来证实黑洞，通过弱引力透镜来了解星系团质量分布，探测暗物质分布，甚至宇宙学，通过微引力透镜来了解存在于我们银河系晕中的致密晕天体。

参考：

wikipedia:http://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_lensing

Mattians Bartelmann & Peter Schneider 2000

• 爱因斯坦逝世55周年,第一次公布出殡照片.
• Project X: 粒子加速器概述
• 怎样找黑洞?
• 2009 – 图片中的科学界

       生物学家发现某些多配型鼠类的精子能辨别甚至与它的精子弟兄们相互合作来夺取对卵子的控制权，这一研究成果近日发表在《Nature》杂志上。

       通常情况下，当精子们争先恐后的与单个的卵子受精时都是自顾自的。但在某些物种中，当雌性连续与多个雄性交配时，精子会利用他们头上的钩状物，成百上千的彼此联结，以期在游泳上战胜竞争对手。大部分啮齿动物的精子头部都有这样的钩状结构，使得他们的精子可以彼此联结，而人类的精子头部则较圆，不会成簇的联结。

       研究人员已经证明，老鼠中的这些精子能够相互识别并选择与自己亲缘关系最近的精子，通过合作共同向卵子推进。与其它的精子联结也不是毫无风险，这样的确可以使精子们游的更快，但同时也可能触发导致精子个体不育的化学反应。因此，来源于同一雄性的精子之间才值得这么做。

       起初，研究人员以为精子联合他们的伙伴只是因为他们进入生殖道的时间相同。那么，精子们是不是有什么更好的方法来分辨谁是谁呢？研究人员比较了多配型的北美鹿鼠(P.maniculatus)和单配型的灰斑鹿鼠(P.polionotus)的精子，他们对两种精子分别进行荧光标记。结果发现，来自不同父本的灰斑鹿鼠的精子任意的相互联结，而北美鹿鼠的精子则是有选择性的相互联结。即便两只北美鹿鼠是亲兄弟，他们彼此的精子也不会相互联结，因此，科学家推测这些精子之间有类似指纹的明确区分。        

       科学家们正在对精子的这种识别机制进行更进一步的研究。

Source: Sperm Hook Up to Outswim Rivals

Article:Competition drives cooperation among closely related sperm of deer mice

• 用块小石头制造超声速喷流
• 受控核聚变:托卡马克与悬浮偶极场
• 奥巴马政府的科学预算增减表
• 哈勃(Hubble)20周年: 20年来的重要工作
• 火星上的神奇地貌

 

报道原文：Starlight Reveals a Clue to Biomolecular Handedness

 

论文：Extended High Circular Polarization in the Orion Massive Star Forming Region: Implications for the Origin of Homochirality in the Solar System

• 月球可能来源于核爆炸
• 万有引力之源
• 新宇宙模型：过去由未来结晶而成
• 日地距离变化的暗物质解释
• 玻色－爱因斯坦凝聚态（BEC）中的声学黑洞

       小时候大家都有朝池塘扔石头的经历吧，当石头穿过池塘光滑的水面时，会溅起漂亮的水花。但是在这个普通的，平常的现象里，谁能想到正在下沉的石头却能够产生超音速空气喷流。 

       当一个石头投到水中，会在水面上产生皇冠状的圆柱型水花。同时石头下落，后面形成一个圆柱型的空气腔。空气腔会受到周围的水的挤压，形成沙漏形状。随后，空气腔开始崩塌瓦解，空气向上急冲，在池塘的表面形成向上的空气喷流。
       Detlef Lohse和他的同事指出，空气最后向上冲刺的速度比声速还快。

       Lohse的小组把被烟云（类似水中的云室）遮盖的40mm的盘放在水箱里并向下拉动。用高速摄像头对上述过程进行观察，该高速摄像头还能跟踪单个烟云粒子的运动轨迹。通过观测发现，收缩的沙漏形状类似于 “拉伐尔喷管”。该小组还能够测量喷管的直径，并且发现它随着时间的推移迅速缩小，这将增加逃逸空气的速度。空气的速度是关于喷管直径的函数，通过对烟雾粒子的跟踪，这次试验得到的结果是10米每秒，没有超声速，但该小组运用数值模拟数据预测了更小喷管直径时的空气速度。他们认为，当烟云颈部的直径缩小到原来尺寸大小的2％时，便可超越声速。

       该小组在喷管的上方还发现有激波的形成，这也是超声流的又一个证据。它产生两个水喷流：一个往低处流动，另一个向上流动并穿过水面并能超过投掷物原来的高度。 

       找一块石头和一个池塘，打破声速吧。

Splashing stones drive supersonic flow

Supersonic Air Flow due to Solid-Liquid Impact

• 月球可能来源于核爆炸
• 自然现象中的Benford规律
• 每秒7米,破最慢光速记录.
• 感谢大家一直来的关注,更新又开始啦 :)
• 生物分子手性起源