让不可能变成可能,比魔法还神奇的10大现代科学成就

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2018-03-27 15:26:49

在神奇的物理世界,似乎没有什么是不可能的。科学就像一种神奇的魔法,我们认为的不可能,它统统都能变成现实。跟魔术之类的小把戏不同,科学的背后是严密的推理、精确的实验和充满智慧的思考。科学的每一个成就都是人类对大自然认识的一种更深刻的认识和理解。下面我们就来看一下一些让不可能变成可能的神奇的现代科学吧。

1、突破低温极限

在过去,科学界有个共识就是我们没有办法将一个物体冷却到“量子极限”以下。为了获得低温,物理学家会利用激光来让原子速度降低从而降低他们的热震动。但是激光本身也会给原子本身带来更多的能量,因此很难获得量子极限以下的温度。

但是,最近物理学家设计了一种震动的铝箔鼓,把它的温度降低到了360微开尔文,这个温度比太空深处的最低温度还要低多倍。这个实验打破了低温的极限。

2、最亮的光

太阳光已经很耀眼了,但是你想想一下,如果能有10亿个太阳那么亮的亮度会是什么样的情形?但是最近物理学家却做到了。他们在实验室制造出了地球上最亮的光,这种关的行为也相当神奇,他能改变物体的外貌。

3、分子黑洞

最近有一个物理学研究组创造一种行为跟黑洞非常相似的东西。他们利用最强悍的X-射线激光器(直线加速器连续光源LCLS)去轰击甲烷碘和甲烷苯。当用普通激光器去轰击的时候,光源会去除掉碘原子外部的电子。但是当使用LCLS去轰击的时候,除了去掉这个效果之外,神奇的事情发生了,碘原子开始从相邻的氢原子和碳原子上吸取电子,就像在分子内部形成了一下小的黑洞一样。

4、金属氢

5、光子计算芯片

对电子工业来说,光子迟早会代替电子。传统的电子工业依赖晶体管的开关来完成计算,但是这是有上限的。最近科学家创造出了一种能利用光子来进行计算的芯片,它利用光束之间的联系来进行计算,就像大脑使用神经元一样。

6、一种不可能的物质形态

这种新的物质形态就是超固体。神奇的是,这种物质并不是像它的名字暗示的那样非常坚固,相反这种物质具有像所有固体那样的刚性晶体结构但是同时却像液体一样。在已知的物理理论中,这种悖论是不可能实现的。但是,就是在最近却有两个独立的科研小组同时制造出了这种超固体。

7、负-质量流体

最近,物理学家制造出了只有想象中才能出现的事物:一种物质形态,它们会朝着受到的推力相反的方向流动。这种物质在非严格意义上可以被称为“负质量”。正物质是大家常见的事物,它超那个方向受力,就向哪个方向加速。这是第一次,人们制造出了跟这个物理世界规则完全不同的流体――当它受某个方向的力时,它会向相反的方向加速。

8、时间晶体

当诺贝尔物理学奖得主Frank Wilczek第一次提出时间晶体的概念时,听起来时非常疯狂,尤其是这种晶体能在基态(物质的最低能量状态)下产生运动。理论上这种运动是不可能的,因为基本上没有能量用来产生这种运动。但是Wilczek相信这种永恒的运动可以通过晶体原子排列的翻转切换基态和激发态来实现。这种物质的原子结构能随着时间不停变化,但是不需要任何能量来维持。在Wilczek提出这个概念5年以后的2017年,科学家就制造出了这种时间晶体。

9、布拉格镜子

布拉格镜子不能反射很多东西因为它的尺寸只有1000到2000个原子的大小。但是他能反射光子,这就让它能在需要最小的镜子的地方使用,比如一些高精密的电子设备中。这种镜子也会在各种量子设备中用到,因为正这些设备中原子是通过光子场来进行交互的。

10、二维磁体

从1970年代开始物理学家就开始尝试制造二维磁体了,但是所有的尝试都是失败的。一个真实的二维磁体即使在被剥离成只有二维(一个原子层的厚度)的时候,依然能保持磁性。科学家一度怀疑这样的物质是否真的存在。直到2017年,研究人员才利用三碘化铬制造出来真正的二维磁体。这种物质具有很多吸引人的特性:它是单层的晶体因此非常薄、它能提供永恒的磁场、它的电子具有特性的自旋方向。

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