吴金闪教授：量子力学无基础入门

名称：吴金闪教授：量子力学无基础入门描述：吴金闪教授的量子力学无基础入门课程是一门为初学者设计的量子力学入门课程。该课程从基础的物理现象出发，深入浅出地讲解量子力学的核心概念，帮助学生理清神秘量子现象，理解量子力学的基本原理和应用。在课程中，吴金闪教授会介绍量子力学中的一些核心概念，如不确定性原理、波函数和量子态、超位置和量子纠缠、量子隧道效应等。不确定性原理指出，在测量微观粒子的位置和动量时，无法同时准确确定两者的数值，即粒子的位置和动量具有不确定性。波函数是描述微观粒子状态的数学函数，通过它可以计算粒子在不同状态下的概率分布。而量子态则是描述系统整体状态的概念，由波函数完全确定。链接：https://pan.quark.cn/s/d24f03312d67大小：3.0GB标签：#学习#量子力学#基础#入门#吴金闪教授#quark频道：@yunpanshare群组：@yunpangroup

科学家用激光冷却小薄膜 接近绝对零度

科学家用激光冷却小薄膜接近绝对零度开普勒的理论认为，光被物体反射时会产生一种力。这一观点也为彗尾总是指向远离太阳的现象提供了解释。在巴塞尔实验中，一束激光照射到薄膜上（中间正方形）。通过光纤电缆（紫色）延迟反射的激光，薄膜被冷却到绝对零度的千分之一以下。资料来源：巴塞尔大学物理系如今，科学家们利用光的作用力来减缓原子和其他粒子的速度并使其冷却。通常情况下，要做到这一点需要一个复杂的仪器。现在，由PhilippTreutlein教授和PatrickPotts教授领导的巴塞尔大学研究小组只用激光就成功地将一层薄薄的膜冷却到接近绝对零度零下273.15摄氏度。他们最近在科学杂志《物理评论X》上发表了他们的研究成果。研究论文的第一作者、物理学家、博士生玛丽斯-恩泽（MaryseErnzer）说："我们的方法之所以特别，是因为我们不需要进行任何测量就能实现这种冷却效果。根据量子力学定律，测量（通常是反馈回路的要求）会导致量子状态的改变，从而产生干扰。"为了避免这种情况，巴塞尔的科学家们开发了一种所谓的相干反馈回路，其中激光既是传感器，又是阻尼器。通过这种方式，他们抑制并冷却了由硝酸硅制成的薄膜的热振动，该薄膜的大小约为半毫米。在实验中，研究人员将一束激光照射到薄膜上，并将薄膜反射的光线输入光缆。在此过程中，膜的振动导致反射光的振荡相位发生微小变化。然后，利用振荡相位中包含的膜瞬时运动状态信息，加上时间延迟，在适当的时刻用同样的激光对膜施加适当的力。恩泽解释说："这有点像在适当的时候用脚短暂接触地面，从而减缓秋千的速度。为了实现约100纳秒的最佳延迟，研究人员使用了一条30米长的光纤电缆。""波茨教授和他的合作者对这项新技术进行了理论描述，并计算出了我们有望达到最低温度的设置；实验证实了这一点"，作为博士后参与这项研究的马内尔-博斯奇-阿奎莱拉博士说。他和他的同事能够将膜冷却到480微开尔文--比绝对零度高出不到千分之一。下一步，研究人员希望改进他们的实验，使膜达到可能的最低温度--即膜振荡的量子力学基态。在此之后还能创造出所谓的膜挤压态。这种状态对制造传感器特别有意义，因为它们可以实现更高的测量精度。这种传感器的可能应用包括原子力显微镜，用于以纳米分辨率扫描表面。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377315.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377315.htm

资源普通人都可以学习的量子力学入门

资源名称：普通人都可以学习的量子力学入门描述：吴金闪：北京师范大学系统科学学院教授。主要研究领域物理学和系统科学。涉及量子输运、非平衡定态、经典和量子博弈论、科学计量学、网络科学等。链接：https://www.aliyundrive.com/s/zcDMijnmHVb文件大小：未知文件类型：#量子力学#入门#吴金闪来自分享：雷锋频道：@shareAliyun群组：@aliyundriveShare

量子化学的突破：分子首次被捕捉到隧道效应

量子化学的突破：分子首次被捕捉到隧道效应量子力学允许粒子由于其量子力学波的特性而突破能量屏障（墙），发生反应。资料来源：因斯布鲁克大学/哈拉尔-里奇来自因斯布鲁克大学离子物理和应用物理系的RolandWester长期以来一直想探索这一前沿领域。这位实验物理学家说："这需要一个可以进行非常精确测量的实验，并且仍然可以用量子力学来描述。"韦斯特回忆说："这个想法是15年前我在美国的一次会议上与一位同事的谈话中产生的。他想在一个非常简单的反应中追踪量子力学隧道效应。"由于隧道效应使反应的可能性非常小，因此速度很慢，其实验观察是非常困难的。然而，经过几次尝试，韦斯特的团队现在首次成功地做到了这一点，他们在本期的《自然》杂志上报告了这一点。经过15年的研究取得的突破罗兰-韦斯特的团队选择了宇宙中最简单的元素--氢来进行实验。他们将氘--一种氢的同位素引入一个离子阱后将其冷却，然后用氢气填充该阱。由于温度非常低，带负电荷的氘离子缺乏以常规方式与氢分子反应的能量。然而，在非常罕见的情况下，当两者碰撞时发生了反应。这是由隧道效应引起的："量子力学允许粒子因其量子机械波特性而突破能量障碍，并发生反应，"该研究的第一作者RobertWild解释说。"在我们的实验中，我们给陷阱中可能发生的反应大约15分钟，然后确定形成的氢离子的数量。从它们的数量，我们可以推断出一个反应发生的频率。"2018年，理论物理学家曾计算出，在这个系统中，每千亿次碰撞中只出现一次量子隧道。这与现在在因斯布鲁克测得的结果非常吻合，经过15年的研究，首次证实了化学反应中隧道效应的精确理论模型。为更好地理解奠定基础研究人员认为还有其他可能利用隧道效应的化学反应，现在第一次有了一个在科学理论中也被充分理解的测量，在此基础上，研究可以为化学反应开发更简单的理论模型，并在现在已经成功证明的反应上进行测试。例如，隧道效应被用于扫描隧道显微镜和闪光存储器中。隧道效应也被用来解释原子核的α衰变。通过包括隧道效应，一些星际暗云中的分子的天体化学合成也可以得到解释。因此，韦斯特团队的实验为更好地理解许多化学反应奠定了基础。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347211.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1347211.htm

科学家开发出活性提高7.9倍的催化剂用于制氢

科学家开发出活性提高7.9倍的催化剂用于制氢要使氢能更容易被车辆使用，并被公认为一种可靠的替代能源，就必须降低氢气的生产成本，确保其经济可行性。这一目标的核心是优化电解-氢进化过程的效率，该过程从水中制取氢气。最近，由浦项科技大学（POSTECH）化学系的InSuLee教授、SoumenDutta研究教授和ByeongSuGu组成的研究小组通过开发铂纳米催化剂，显著提高了氢这种绿色能源的生产效率。用于氢气进化的三金属杂化纳米催化剂的机理图解。资料来源：POSTECH他们通过逐步沉积两种不同金属的方式完成了这一创举。他们的研究成果发表在《AngewandteChemie》上，这是一份备受推崇的专注于化学领域的期刊。在催化剂表面的特定位置选择性地沉积不同的材料（其尺寸在纳米范围内）带来了巨大的挑战。意外沉积可能会阻塞催化剂的活性位点或干扰彼此的功能。这种困境阻碍了在单一材料上同时沉积镍和钯。镍负责激活水的分裂，而钯则促进氢离子向氢分子的转化。三金属杂化催化剂的合成和氢演化示意图。资料来源：POSTECH研究小组开发了一种新型纳米反应器，可精细控制沉积在二维平面纳米晶体上的金属位置。此外，他们还设计了一种纳米级精细沉积工艺，使不同的材料能够覆盖二维铂纳米晶体的不同面。这种新方法开发出了一种"铂-镍-钯"三金属混合催化剂材料，通过连续沉积，钯和镍纳米薄膜分别选择性地覆盖了二维铂纳米晶体的平面和边缘。混合催化剂具有独特的镍/铂和钯/铂界面，分别用于促进水分离和氢分子生成过程。因此，这两个不同过程的协同作用大大提高了电解-氢演化的效率。研究结果表明，与传统的铂碳催化剂相比，三金属混合纳米催化剂的催化活性提高了7.9倍。此外，这种新型催化剂还具有显著的稳定性，即使在反应时间长达50小时后仍能保持较高的催化活性。这就解决了异质界面之间的功能干扰或碰撞问题。领导这项研究的InSuLee教授乐观地表示："我们成功地开发出了在混合材料上形成的和谐异质界面，克服了工艺上的挑战。我希望研究成果能广泛应用于氢反应催化材料的开发。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1390121.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1390121.htm

珊瑚为什么会发光？科学家终于揭开谜团

珊瑚为什么会发光？科学家终于揭开谜团特拉维夫大学与斯坦哈特自然历史博物馆和埃拉特大学间海洋科学研究所联合进行的一项最新研究首次确定，在深海珊瑚礁中，珊瑚表现出发光的颜色（荧光）的神奇现象是为了作为一种诱捕猎物的机制。该研究表明，珊瑚所捕食的海洋生物会被荧光的颜色所吸引。来自特拉维夫大学动物学学院和斯坦哈特自然历史博物馆的YossiLoya教授监督了这项研究，该研究由OrBen-Zvi博士、YoavLindemann和GalEyal博士领导。据研究人员说，水生生物的发光能力长期以来一直吸引着科学家和那些热爱大自然的人。这种现象经常发生在产生珊瑚礁的珊瑚中，其生物学作用一直存在激烈的争议。多年来，人们探索了各种可能性，包括：这种现象是否能抵御辐射？提高光合作用？抗氧化剂的活性？?根据最新的研究，珊瑚的荧光实际上是对猎物的一种引诱。在这项研究中，研究人员对他们的假设进行了测试；为此，他们首先试图确定浮游生物（在海中随水流漂流的小生物）是否被荧光吸引，无论是在实验室还是在海上。然后，在实验室里，研究人员量化了中光珊瑚（生活在浅层珊瑚礁区和海洋深层完全黑暗区之间的珊瑚）的捕食能力，这些珊瑚表现出不同的荧光外观。为了测试浮游生物对荧光的潜在吸引力，研究人员特别使用了甲壳类动物Artemiasalina，它被用于许多实验以及珊瑚的食物。研究人员注意到，当甲壳动物在绿色或橙色的荧光目标与透明的"对照"目标之间进行选择时，它们显示出对荧光目标的明显偏好。此外，当甲壳动物在两个透明目标之间进行选择时，它们的选择被观察到在实验装置中是随机分布的。在所有的实验室实验中，甲壳类动物大量表现出对荧光信号的优先吸引。当使用来自红海的本地甲壳类动物时，也出现了类似的结果。然而，与甲壳类动物不同，不被认为是珊瑚猎物的鱼类并没有表现出这些趋势，而是普遍避开荧光目标，特别是橙色目标。在研究的第二阶段，实验是在珊瑚的自然栖息地进行的，大约在40米深的海里，荧光陷阱（包括绿色和橙色）吸引的浮游生物是透明陷阱的两倍。OrBen-Zvi博士说：“我们在大海深处进行了一项实验，以研究在深水中存在的自然水流和光照条件下，不同的自然浮游生物集合对荧光的可能吸引力。由于荧光主要由蓝光（海洋深处的光）‘激活’，在这些深度，荧光被自然照亮，实验中出现的数据是明确的，与实验室的实验相似。”在研究的最后一部分，研究人员检查了在埃拉特湾45米深处收集到的中生代珊瑚的捕食率，发现显示绿色荧光的珊瑚享有的捕食率比显示黄色荧光的珊瑚高25%。Loya教授表示：“许多珊瑚显示出荧光的颜色图案，突出了它们的嘴或触角尖端，这一事实支持了荧光，就像生物发光（通过化学反应产生的光），作为一种吸引猎物的机制。该研究证明，珊瑚发光和五颜六色的外观可以作为一种诱饵，将游泳的浮游生物吸引到地面上的捕食者，如珊瑚，特别是在珊瑚需要其他能量来源来补充或替代光合作用（...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1310155.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1310155.htm