物理学家对质子结构异常现象感到疑惑

物理学家对质子结构异常现象感到疑惑对质子结构在电场中如何变形的精确测量揭示了有关质子数据中一个无法解释的峰值的新细节。核物理学家已经证实，目前对质子结构的描述并不完美。在美国能源部的托马斯-杰斐逊国家加速器设施对质子的电偏振性进行的一项新的精确测量揭示了质子结构探测数据中的一个凸点。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1330009.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1330009.htm

物理学新突破：科学家测量到半粒沙的引力

物理学新突破：科学家测量到半粒沙的引力如果存在量子引力理论，那么线索就会隐藏在最微小的尺度上，隐藏在原子和粒子之间的引力相互作用中。问题是，这些微小的相互作用会被地球巨大的引力影响所冲淡。这就好比在空转的喷气发动机下试图记录一只虫子的脚步声。如果想测量粒子之间的电磁作用，可以设置一个盒子来阻挡所有外界干扰，但却无法在重力作用下做到这一点。但现在，科学家们开发出了一种新型实验，可以抵消地球的拉力，揭示小物体之间的引力相互作用。实验的诀窍是将一个磁性粒子悬浮在一个超导陷阱中，使其与外界电磁、热量和振动完全隔离，然后将一个2.4千克（5.3磅）重的砝码放在一个轮子上摇摆过去，观察粒子是否移动。果然，研究小组在这一粒子上测出了微弱的引力，其引力仅为30阿托尼顿（aN），而这一引力的作用点恰好与较大砝码最靠近它的时间点相对应。它的重量仅为0.43毫克，是迄今为止测量到的最小重力质量。之前的记录是90毫克--大约是一只瓢虫的质量。最近的另一项研究测量了由于重力差异而导致的时间流逝在仅1毫米的微小距离上的差异。这一微不足道的测量，让世界更接近量子领域。如果可以在如此微小的物体上测量到引力，科学家们也许终于可以开始将这种奇怪的力量纳入我们的宇宙模型，并建立一个正确的万物理论。该研究的主要作者蒂姆-福克斯（TimFuchs）说："一个世纪以来，科学家们一直试图理解引力和量子力学是如何协同工作的，但都以失败告终。现在我们成功地测量到了有记录以来质量最小的引力信号，这意味着我们离最终实现引力和量子力学如何协同工作又近了一步。从这里开始，我们将利用这种技术缩小信号源的规模，直到我们达到双方的量子世界。通过了解量子引力，我们可以解开宇宙中的一些谜团--比如宇宙是如何开始的，黑洞内部发生了什么，或者将所有力量统一到一个大理论中。"这项研究发表在《科学进展》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1421191.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1421191.htm

俄科学家：17日可能发生太阳耀斑活动 严重干扰短波通信

俄科学家：17日可能发生太阳耀斑活动严重干扰短波通信俄罗斯科学家预计星期一（7月17日）将出现强大的太阳耀斑活动，这可能会干扰短波通信。路透社报道，俄罗斯科学院应用地球物理研究所（FedorovInstituteofAppliedGeophysics）的科学家，星期天观察到三起太阳耀斑活动（Solarflare）后发出警告，他们认为出现X级耀斑（X-classflares），包括质子耀斑（protonflares）的可能性是存在的，而且短波无线电信号预计会受到严重干扰。俄罗斯科学家说，星期天（16日）的其中一次太阳耀斑活动持续了14分钟，并导致无线电通信中断。X级耀斑是太阳系中最大的爆炸，能够产生持久的辐射风暴；质子耀斑是太阳高能粒子的风暴，主要由质子组成。太阳耀斑是太阳活动的重要表现，是太阳表面局部区域突然和大规模的能量释放过程，引起局部区域瞬时加热，向外发射各种电磁辐射，并伴随粒子辐射突然增强，所辐射出的光的波长横跨整个电磁波谱。美国宇航局（NASA）说，当太阳内部和周围的强大磁场重新连接时，就会爆发太阳耀斑。太阳耀斑会影响地球磁场，并可能损坏卫星和通信设备。2022年，因太阳大量辐射引发的地磁风暴，摧毁了美国太空探索科技公司（SpaceX）新发射的40枚卫星。SpaceX为美国亿万富豪马斯克所有。

牛津大学科学家发现在某些情况下 粒子可以吸引带相同电荷的粒子

牛津大学科学家发现在某些情况下粒子可以吸引带相同电荷的粒子粒子可以获得正电荷或负电荷，这决定了它们在其他粒子周围的行为方式。把两个带相反电荷的粒子放在一起，它们会相互吸引，而两个带相同电荷的粒子则会相互排斥。随着总电荷的增加和粒子间距离的拉近，这种静电力会越来越强，这就是著名的库仑定律。但在一项新的研究中，科学家们发现了规则的例外情况。当悬浮在某些溶液中时，一些带电粒子可以吸引相同电荷的粒子，即使距离相对较远。更奇怪的是，带正电荷和负电荷的粒子在不同溶液中的表现也不同。在测试中，研究小组将带负电荷的二氧化硅微粒悬浮在水中，发现在特定的pH值下，它们可以相互吸引，形成六角形的团块。这似乎违反了基本的电磁原理，即相同电荷的粒子在任何距离上都应该是相斥的。但是，当研究人员使用一种考虑到溶剂结构的粒子间相互作用理论来研究这种效应时，发现了一种新的吸引力，它可以克服静电排斥力。但带正电荷的胺化二氧化硅颗粒却并非如此。在任何pH值的水中，这种相互作用都是排斥的。因此，研究小组想知道他们是否能改变这种情况，结果发现，通过换用不同的溶剂（在本例中为醇类），带正电荷的粒子聚集在一起，而带负电荷的粒子则保持排斥状态。研究小组表示，这一发现可能会迫使我们对自己的假设进行重大反思，并可在实际化学中用于自组装、结晶和相分离等过程。这项研究发表在《自然-纳米技术》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422269.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422269.htm

科学家们发现了一种全新的测量时间的方法

科学家们发现了一种全新的测量时间的方法不过，这种复杂性可能很快就会改变，而不是以后。根据2022年10月发表在《物理评论研究》上的研究，在量子雾中测量时间的诀窍可能要归结为测量雾本身的形状。一组来自瑞典乌普萨拉大学的研究人员进行了几个实验来测试这一理论。主要重点是对科学家所称的赖德伯格态进行实验。通过对其进行实验，他们能够找到一种新的测量时间的方法，不需要你有一个非常精确的起点--这是科学家之前面临的最大难题之一。形象化这项研究的最简单方法之一是把雷德伯格原子想象成粒子世界中过度膨胀的气球。这些粒子包含处于极高能量状态的电子，都在远离原子核的轨道上运行。他们利用两个激光器与原子进行互动。这种技术使科学家们能够通过测量电子的速度来测量时间。为了做到这一点，研究人员继续进行实验，观察原子和它们留下的"指纹"。这使研究人员能够创建量子时间戳，这使得测量时间更加容易，而不必在量子世界中已经有一个特定的起点。未来同样的实验可以帮助磨练科学家测量量子雾的方式，提供一种更准确的方式来测量量子世界中的时间流逝，甚至更聪明。结合这一事实，麻省理工学院的科学家们重新发明了原子钟，科学正在寻找新的方法来解决时间的难题。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1349001.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1349001.htm

德国联邦物理技术研究院的科学家们创造了一种新型光学原子钟

德国联邦物理技术研究院的科学家们创造了一种新型光学原子钟因此，与中性或弱电的原子相比，高电荷离子的最外层电子与原子核的结合更强。这使得高电荷离子受外部电磁场的影响较小，但对狭义相对论、量子电动力学和原子核的基本效应更为敏感。"因此，我们期望带有高电荷离子的光学原子钟能够帮助我们更好地测试这些基本理论"，联邦物理技术研究所（PTB）物理学家LukasSpieß解释说。"这个希望已经实现了。我们能够在一个五电子系统中检测到量子电动核反冲，这是一个重要的理论预测，这在之前的任何其他实验中都没有实现过。"在此之前，该团队必须在多年的工作中解决一些基本问题，如检测和冷却。对于原子钟来说，人们必须将粒子极度冷却，以便尽可能地阻止它们，从而读出它们在静止状态下的频率。然而，高电荷离子是通过创造一个极热的等离子体产生的。由于其极端的原子结构，高电荷离子不能用激光直接冷却，标准检测方法也不能使用。海德堡的MPIK和PTB的QUEST研究所之间的合作解决了这个问题，从热等离子体中分离出一个单一的高电荷氩离子，并将其与一个单电荷铍离子一起储存在一个离子阱中。这使得高电荷离子可以被间接冷却并通过铍离子进行研究。随后，研究人员在MPIK建造了一个先进的低温陷阱系统，并在PTB完成了实验，这些实验部分是由在各机构之间转换的学生进行的。随后，在PTB开发的一种量子算法成功地将高电荷离子进一步冷却，即接近量子力学基态。这相当于绝对零度以上200百万分之一开尔文的温度。这些结果已经在2020年的《自然》杂志和2021年的《物理评论X》杂志上发表。现在，研究人员已经成功地迈出了下一步。他们已经实现了一个基于十三倍带电氩离子的光学原子钟，并将其与PTB现有的镱离子钟的走时进行比较。为了做到这一点，他们必须对该系统进行非常详细的分析，以便了解例如高度带电离子的运动和外部干扰场的影响。结果他们实现了1017分之2的测量不确定性，这与许多目前运行的光学原子钟相当。研究小组负责人皮特-施密特说："我们期望通过技术改进进一步降低不确定性，这应该使我们的研究成果进入最优秀的原子钟的行列。"研究人员创造了一个与现有光学原子钟相比的强有力的竞争者，例如，基于单个镱离子或中性锶原子的光学原子钟，所使用的方法是普遍适用的，可以研究许多不同的高电荷离子。这些包括可用于搜索粒子物理学标准模型的扩展的原子系统，其他高电荷离子对精细结构常数的变化和某些暗物质候选物特别敏感，这些候选物在标准模型之外的模型中是需要的，但用以前的方法无法检测到。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1337047.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1337047.htm