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愚弄聚变燃料:如何约束不羁的等离子体

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愚弄聚变燃料:如何约束不羁的等离子体

作者约翰·格林沃尔德,普林斯顿等离子体物理实验室在KSTAR控制室的物理学家钟圭朴(左)和纸上的数字(右)信用:控制室照片由KSTAR提供;艾丽·斯塔克曼/PPPL通信办公室的拼贴画和右手照片在地球上获取为太阳和恒星提供能量的融合能量的过程有时会被欺骗美国大学的研究人员S能源部普林斯顿等离子体物理实验室已经衍生并展示了一种称为“准对称”的微小技术,这种技术可以加速聚变能的发展,成为一种安全、清洁、几乎无限的发电能源聚变反应将轻元素以等离子体的形式结合在一起,产生大量能量。等离子体是由自由电子和原子核组成的带电热物质状态,构成了99%的可见宇宙世界各地的科学家都在寻求在称为托卡马克的环形聚变设施中再现这一过程,托卡马克将等离子体加热到百万度的温度,并将其限制在线圈产生的对称磁场中

纠缠和局部测量驱动的双量子位引擎

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纠缠和局部测量驱动的双量子位引擎

作者:英格丽德·法德利(同organic)有机信用:布雷斯克等内尔-CNRS研究所、圣路易斯大学和罗彻斯特大学的研究人员最近实现了一个由纠缠和局部测量推动的双量子位引擎发表在《物理评论快报》上的一篇论文概述了这种引擎的独特设计,它可以为热力学研究开辟令人兴奋的可能性,并为新量子技术的发展提供信息“我们的论文是基于一个非常简单而深刻的量子力学效应:测量一个量子系统会扰乱系统,我e进行这项研究的研究人员之一亚历克西娅·奥菲维斯告诉《物理》杂志(同organic)有机“直接的结果是,测量装置为量子系统提供了能量和熵,起到了类似于为热力发动机提供燃料的热源的作用值得注意的区别是,这里的燃料不是热能,而是量子"几年前,奥菲斯和她在内尔-CNRS研究所的一些同事介绍了基于单个量子位的测量

不对称纳米天线工程单分子荧光

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不对称纳米天线工程单分子荧光

中国科学院玻璃基板(浅灰色)上涂有聚甲基丙烯酸甲酯(浅蓝色)中的AIEE1000分子(黑色双端箭头)的双棒纳米天线示意图插图显示了AIEE1000的化学结构不同棒长纳米天线的扫描电镜图像信用:、田晓超、方振宁、肖世义、、、、、李、、张、雷洲、谭艳文近红外荧光在生物科学中显示出巨大的潜力,但是低量子产率极大地阻碍了大多数近红外荧光团的研究在这里,中国的科学家使用不对称的等离子体纳米天线来大幅增强近红外染料的单分子荧光强度这种不对称性提供了额外的调谐参数,为调制等离子体分子的近场和远场特性提供了新的可能性,从而在不损害分子光稳定性的情况下提高了荧光这项工作为工程近红外单分子荧光提供了一个通用方案单分子荧光检测(SMFD)能够一次探测一个分子,对理解生物系统的功能机制至关重要的

研究为改进激光、通信

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研究为改进激光、通信

由陆军研究实验室陆军资助的研究人员设计并建造了密集微激光器的二维阵列,这些阵列具有单个微激光器的稳定性,但无法共同实现更高数量级的功率密度,为陆军改进激光、高速计算和光通信铺平了道路学分:宾夕法尼亚大学新的光子学研究为陆军改进激光、高速计算和光通信铺平了道路光子学有潜力通过以光而不是电的形式存储和传输信息来改变电子设备的所有方式利用光的速度和信息在其各种物理属性中分层的方式,可以提高通信速度,同时减少浪费的能量;然而,研究人员称,要实现这一目标,激光等光源需要更小、更强、更稳定“单模、高功率激光用于广泛的应用,这些应用对陆军很重要,有助于支持作战人员,包括光通信、光传感和激光雷达测距,”博士说詹姆斯约瑟夫,项目经理,ARO,美国的一个元素S陆军作战能力发展司令部,即陆军研

有了新的光学设备,工程师可以微调光的颜色

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有了新的光学设备,工程师可以微调光的颜色

斯坦福大学信用:Pixabay/CC0公共域任何一个小学理科生学到的第一课都是白光根本不是白色的,而是许多光子的合成物,这些组成光的小能量滴来自彩虹的每一种颜色——红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、靛蓝色、紫色现在,斯坦福大学的研究人员开发了一种光学设备,允许工程师改变和微调光流中每一个单独光子的频率,几乎可以得到他们想要的任何颜色混合这一结果发表在4月23日的《自然通讯》杂志上,它是一种新的光子架构,可以改变从数字通信和人工智能到尖端量子计算等领域斯坦福大学电气工程教授、该论文的资深作者范善辉说:“这种强大的新工具让工程师们获得了某种程度的控制权,这在以前是不可能的。”三叶草效应这种结构由一根低损耗的电线组成,用于传输光子流,光子流就像繁忙的高速公路上的许多汽车一样经过光

用于更精确测量的量子转向

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用于更精确测量的量子转向

巴塞尔大学信用:Pixabay/CC0公共域由几个粒子组成的量子系统可以用来更精确地测量磁场或电场巴塞尔大学的一名年轻物理学家现在提出了一种新的测量方案,该方案利用了量子粒子之间的一种特殊关联在量子信息中,虚构的代理爱丽丝和鲍勃经常被用来说明复杂的通信任务在一个这样的过程中,爱丽丝可以使用纠缠量子粒子(如光子)将量子态(甚至她自己都不知道)传输或“传送”给鲍勃,这在传统通信中是不可行的然而,目前还不清楚爱丽丝-鲍勃团队是否可以将类似的量子态用于除通信之外的其他事情巴塞尔大学的一位年轻物理学家现在已经展示了如何使用特定类型的量子态来进行测量,其精度比量子物理通常允许的要高研究结果已经发表在科学杂志《自然通讯》上远距离量子转向与英国和法国的研究人员一起在巴塞尔大学物理系工作

用一种新的电子显微镜测量弱范德华相互作用

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用一种新的电子显微镜测量弱范德华相互作用

作者:鲍勃·伊尔卡,物理(同organic)有机信用:Pixabay/CC0公共域来自中国、荷兰和沙特阿拉伯的一组研究人员使用了一种新的电子显微镜来测量微弱的范德瓦尔斯相互作用在他们发表在《自然》杂志上的论文中,该小组描述了使用荷兰开发的一种新型电子显微镜来创建他们所描述的测量弱范德瓦尔斯相互作用的分子罗盘范德华力是不带电分子之间的静电力——它们是由于电偶极矩之间的相互作用而产生的——测量它们通常需要使用非常复杂的设备在这项新的努力中,研究人员开发了一种新的方法,使用不太复杂的设备来测量它们的相互作用荷兰的一个团队最近发明了一种新型电子显微镜,这使得这项工作成为可能这种新技术被官方称为集成差分相位对比扫描透射电子显微镜,它利用图像数据产生原子级图像,从而产生信噪比更高的结

研究人员在集成光子芯片上实现高效频率转换

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研究人员在集成光子芯片上实现高效频率转换

中国科学技术大学信用:CC0公共领域由教授领导的团队郭广灿教授中国科学院中国科学技术大学的邹长龄通过简并和频过程实现了微型谐振器的高效频率转换,并通过观察微型谐振器内部的级联非线性光学效应实现了跨带频率转换和转换信号的放大这项研究发表在《物理评论快报》上相干变频技术在通信、探测、传感和成像等经典和量子信息领域有着广泛的应用相干频率转换作为光纤通信和原子跃迁之间连接波段的桥梁,是分布式量子计算和量子网络的必要接口集成非线性光子芯片因其通过微谐振器增强光-物质相互作用来改善非线性光学效应的显著技术进步,以及诸如小尺寸、大可扩展性和低能耗等其他优点而引人注目这使得集成非线性光子芯片成为有效转换光频和实现其他非线性光学效应的重要平台然而,片上谐振增强相干频率转换需要不同波长之间的多

建筑物中更快的空气交换并不总是对冠状病毒水平有益

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建筑物中更快的空气交换并不总是对冠状病毒水平有益

太平洋西北国家实验室当办公室左边的感染者咳嗽时,含有病毒颗粒的呼吸道飞沫通过办公室天花板上的通风口排出一些水滴离开建筑物,而一些则被送回建筑物,并通过空气处理装置进入多个房间一个PNNL团队发现,高通风率会增加源房间下游的病毒粒子水平学分:科特兰·约翰逊/萨拉·莱文,西北太平洋国家实验室根据一项新的建模研究,在处理多房间建筑中的冠状病毒粒子水平时,剧烈快速的空气交换可能并不总是一件好事研究表明,在多房间建筑中,快速的空气交换可以将病毒从源房间迅速传播到高浓度的其他房间相邻房间的颗粒物水平在30分钟内达到峰值,并可持续升高约90分钟这些发现最终发表在4月15日的《建筑与环境》杂志上,来自美国大学的一组研究人员S能源部西北太平洋国家实验室该团队包括建筑和暖通空调专家以及气溶胶

团队改进了用于激光实验的极性直接驱动聚变中子源

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团队改进了用于激光实验的极性直接驱动聚变中子源

作者:迈克尔·帕迪拉,劳伦斯·利弗莫尔国家实验室这是橙色和角质设计中使用的胶囊的代表信用:莱恩·卡尔森/通用原子公司来自劳伦斯利弗莫尔国家实验室和激光能量学实验室(LLE)的科学家们正致力于改进国家点火装置(NIF)上的极直接驱动中子源,这是世界上最高能的激光器等离子体显示板中子源是在环境温度下填充有氘氚气体的容器,并以不需要严格的激光功率对比控制或功率精度的强激光脉冲进行发射与需要高质量深冷冰层的传统间接驱动源相比,这些源在NIF油田的时间和资源效率更高此外,较低的产生的目标碎片载荷允许中子辐射效应实验更靠近目标,为测试创造更强的中子辐射场该团队大幅提高了光动力装置的总聚变输出和激光-聚变能量转换效率该团队还开发了一个PDD爆炸推进器(PDXP)平台,该平台能够在创纪录的14

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