http://mepopedia.com/forum/list.php?935 Sat, 14 Mar 2026 18:09:07 +0800 Phorum 5.2.7 http://mepopedia.com/forum/read.php?935,20134,20134#msg-20134 http://mepopedia.com/forum/read.php?935,20134,20134#msg-20134
研究小組對中子干涉量度學（neutron interferometry）使用了一種新的方法。這種方法是使用中子波的性質來測量樣品材料的性能。以中子為探測器，研究人員能夠顯示一個樣品材料的許多性能資料，例如它的磁性及結構特性等。

不過，中子干涉量度學一直有一個困難：這些儀器對外在的干擾極為敏感，故必須設置於像碉堡一樣的大建築物中，完全隔絕最小的振動，及氣溫的變化。

由IQC研究員柯瑞（David Cory），普辛（Dmitry Pushin），及NIST研究員修伯爾（Michael Huber）等研究獲得的進展，可以使干擾儀對外在干擾有更大的抗力，因此不必設置於大型的類似碉堡建築物中。

來自於量子錯誤更正的靈感，研究人員修正了干擾儀本身。干擾儀的大小如同一個汽水罐，並有3條自表面突出的細小「矽葉片」（silicon blades）。這些葉片可以將一個中子光波一切為二。其中一道光波進入樣品材料，另一道對樣品材料進行測量。最後兩道光波匯合一處。

研究小組做出的修正，將干擾儀再加上第4個葉片，可以消除3個葉片干擾儀所受到的許多干擾。更佳的是，修正後的干擾儀可以設置更接近中子源處，增強資料輸出速度及準確性。

普辛表示，過去研究人員所做的實驗需時數個月，現在這些實驗的時間可以縮短到數週。普辛是IQC研究助理教授。

修正後的干擾儀，不需再設置於像碉堡一樣的建築中，而可設置於一個不比標準電冰箱大多少的單位中。

研究小組的技術及結果在「物理評論快報」（Physical Review Letters） 中有總結。最近亦在PhysOrg.com網站上有介紹。


資料來源：
滑鐵盧大學量子計算研究所 2011年12月22日]]> HP 量子力學 Mon, 27 Feb 2012 01:18:49 +0800 http://mepopedia.com/forum/read.php?935,20047,20047#msg-20047 http://mepopedia.com/forum/read.php?935,20047,20047#msg-20047 University of Waterloo, 2012/01/13
中文翻譯：駐加拿大台北經濟文化代表處科技組

包括加拿大滑鐵盧大學(University of Waterloo)教授在內的三名國際理論物理學家團隊發現電子有不尋常的反應，可能對所有的物理學有影響。這項研究近日發表於世界著名的由同儕評審的科學研究期刊：《科學 (Science)》。

這項研究邁出重大的一步，使物理學家們有難得的機會研究看似不可能的分數粒子(fractional particles)。研究團隊包括在滑鐵盧大學的物理及天文學系教授Roger G. Melko、在美國北卡羅來納州(N.C.)德罕(Durham)的杜克大學(Duke University)，在加州大學(University of California)微軟研究院(Microsoft Research)的物理系教授Matthew Hastings，以及在瑞士(Switzerland)蘇黎世(Zurich)理論物理研究所 (Institut fur Theoretische Physik)的主要作者博士後研究員Sergei Isakov。他們利用在加拿大安大略省的超級電腦聯盟SHARCNET所提供的電腦性能及規模來進行模擬研究，發現冷卻到接近絕對零度的分數粒子透露的重大訊息。

研究人員成功地創造了一個模擬的量子材料晶體，它的屬性剛好能調整到接近絕對零度的不尋常量子狀態。當具有基本電荷的粒子被放置在這種狀態中，研究團隊觀察到它自身分裂成兩個獨立的物體，每一個具有半個電子的電荷。研究人員能夠測量到分裂粒子移動時的幾個相關數值。這些數值是通用的，因此物理學家們可以應用於物理學的其他領域。

Melko表示，「我們證明的不僅是可以在電腦中建立一個分裂粒子，還有它們在相變(phase transition)時具有普遍性的影響。也就是說某些屬性超越了系統的特性，例如我們的模擬材料。這些屬性也存在於具有同樣類型分數粒子的其他領域如物理、化學、生物。因此我們的研究能引導未來各個不同領域的研究來探討這些奇怪的半電子。」

沒有研究高能量系統，研究團隊反而利用低溫物質能聚在一起的特性)呈現有如準粒子(quasiparticle)的集體行為(collective behaviour)。從遠處觀察這些合作粒子的移動情形，與一般的自由粒子在本質上是無法區別的。而如這項研究所示，在適當的條件下，這些準粒子可以帶有分數電荷。

Melko表示，「我們還不清楚這項研究的潛在影響。分數化在量子霍爾效應(fractionalization in the quantum Hall effect)的發現徹底改變了我們所認為的物質。它獲得了諾貝爾獎(Nobel Prize)，而我們仍以這項成果為基礎在做研究。對這些分數粒子的了解可能會影響我們所認知的超導電性，幫助我們開發更好的電子產品，甚至在未來量子電腦的設計中有所發揮。」

研究團隊去年秋天才發表一篇論文在《自然物理學 (Nature Physics)》。這次的研究題為「分數量子臨界點的通用特徵(Universal Signatures of Fractionalized Quantum Critical Points)」。這篇最初發現在低溫物質態下分數粒子存在的證據的論文是幾個月的合作研究及電腦模擬的成果。]]> HP 量子力學 Wed, 15 Feb 2012 15:39:10 +0800 http://mepopedia.com/forum/read.php?935,18505,18505#msg-18505 http://mepopedia.com/forum/read.php?935,18505,18505#msg-18505 大紀元 2011/12/01

科學家真空中生成光 稱與暗能量有關

據美國物理學家組織網站11月17日的報導，瑞典查爾姆斯理工大學的科學家成功進行了一項實驗，捕獲到了真空中波動的虛擬粒子，將虛擬粒子激發成可測光，首次觀測到了40多年前預言的動態卡西米爾效應。

科學家認為，真空波動粒子可能與暗能量有關聯。相關研究結果發表在最新一期《自然》。

量子力學理論認為：真空並不「真正空」，實際上，真空中充滿了各種不斷波動的粒子,它們出現後卻又在瞬間消失，因此常被稱為虛擬粒子。

物理學家摩爾(Moore)早在上世紀70年代就曾預言，虛擬粒子轉變成真實光的現象將會發生。他認為，如果虛擬粒子能從鏡子上反彈起來，而鏡子是以近乎光速的速度移動，上述情況就會發生。這一現象稱為動態卡西米爾效應。

真空中生成光

報導稱，查爾姆斯科研小組進行了一項輝煌的實驗，已經成功地從真空中生成光。

科研人員使用超導量子干涉器(SQUID) 作為「鏡子」，其由量子電子元件構成，對磁場極其敏感。通過每秒數十億次改變磁場的方向，可使「鏡子」的振動速度達到光速的25%。通過改變到達超導電路的電距離，起到與快速移動「鏡子」相同的作用。

實驗結果顯示，「鏡子」會將自身部份動能轉移給真空中的虛擬粒子，光子在真空中成對出現。科學家以微波輻射的形式對光子進行測量，構建出具有相同特性的射線。

科研人員分析，真空光子出現的原因在於其自身缺少質量，因此，激發出它們脫離虛擬狀態需要較少的能量；理論上，還可以在真空中生成其它粒子，例如電子或質子等，但這需要更多的能量。

研究人員表示，這一研究成果，或可用於量子計算機等相關量子信息研究領域。然而，此次實驗的主要價值，在於增進人們對於真空波動等基礎物理概念的瞭解。

真空波動粒子與「暗能量」可能有關聯

科學家稱，真空波動粒子與「暗能量」可能有關聯。暗能量被認為是一種不可見的、能推動宇宙運動的能量，對暗能量的瞭解，可能對整個人類的存在產生深遠的影響。

科學家們通過各種的觀測和計算證實，暗能量在宇宙中約占73%，暗物質約占23%，普通物質僅佔4%，這預示著人類看到的宇宙、認識到的宇宙只佔整個宇宙的4%，而占96%的東西，竟然是不為人類所知道的。

獲得2011年諾貝爾物理獎的三位科學家，對超新星的觀測證明，宇宙出人意外地正加速膨脹。科學家推測，這是由於「暗能量」在推動星系擴張。]]> HP 量子力學 Sat, 10 Dec 2011 21:13:45 +0800