有關(guān)一擲千金會有什么樣影響?
近日,浙江大學(xué)的曹光旱團(tuán)隊經(jīng)過大量實(shí)驗,,率先制備出新型鉻基籠目結(jié)構(gòu)CsCr3Sb5單晶,,并與中國科學(xué)院物理研究所的程金光團(tuán)隊和周睿團(tuán)隊合作,在懷柔科學(xué)城大科學(xué)裝置的支持下測量出了該材料的多種物理性質(zhì),,尤其是發(fā)現(xiàn)了“非常規(guī)超導(dǎo)電性”——這不僅為超導(dǎo)體研究帶來了新的希望,,也為量子計算和超導(dǎo)磁懸浮列車等尖端技術(shù)的應(yīng)用找到了可能的新路徑。相關(guān)科研成果北京時間10月2日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表,。
在這個發(fā)現(xiàn)的背后,,有一個關(guān)鍵的角色——懷柔科學(xué)城的綜合極端條件實(shí)驗裝置(SECUF)。正是它,,為研究團(tuán)隊提供了精密的實(shí)驗條件,,使得這一突破成為可能。
什么是超導(dǎo)體,?簡單來說,,它是一種能讓電阻完全消失的材料,這意味著電流可以在其中無損耗地流動,。如果未來能廣泛應(yīng)用超導(dǎo)材料,,能源浪費(fèi)問題將會大大減少,電力傳輸效率也會達(dá)到前所未有的水平,,并且會產(chǎn)生很多顛覆性應(yīng)用,。例如在量子計算領(lǐng)域,超導(dǎo)材料便是一個“超級神器”,,它們有潛力讓量子計算機(jī)的運(yùn)算速度大幅度提升,,遠(yuǎn)超今天的計算能力。
不過,,超導(dǎo)體通常都需要在極端低溫的條件下才能發(fā)揮作用,,這大大限制了它的實(shí)際應(yīng)用。為了理解非常規(guī)超導(dǎo)現(xiàn)象,,以幫助找到更實(shí)用的超導(dǎo)材料,,科學(xué)家們把目光投向了一種特殊的幾何結(jié)構(gòu)材料——籠目晶格,。“籠目”的本意其實(shí)是一種傳統(tǒng)竹編圖案,,你可以認(rèn)為這種竹編圖案的特殊結(jié)構(gòu)會讓電子在其中“跳舞”,,產(chǎn)生各種奇特的量子現(xiàn)象,包括我們不懈探求的超導(dǎo)性,。
科學(xué)家們在過去的研究中,,已經(jīng)在釩基籠目材料中觀察到了一些超導(dǎo)現(xiàn)象,但這些材料的電子之間關(guān)聯(lián)較弱,,沒能達(dá)到理論預(yù)期的強(qiáng)關(guān)聯(lián)超導(dǎo)效果,。直到最近,浙江大學(xué)的曹光旱團(tuán)隊經(jīng)過不懈努力,,制備出了一種全新的材料——鉻基籠目結(jié)構(gòu)CsCr3Sb5單晶,。
與之前的材料相比,鉻基材料不僅在高壓條件下表現(xiàn)出了超導(dǎo)性,,還具有強(qiáng)烈的電子關(guān)聯(lián)和磁性特征,。這意味著這個新材料內(nèi)部發(fā)生的“電子舞蹈”更為復(fù)雜,可能隱藏著一些我們尚未完全理解的非常規(guī)超導(dǎo)現(xiàn)象,。換句話說,,它內(nèi)部的電子行為就像一支復(fù)雜的交響樂,而我們現(xiàn)在才剛剛開始欣賞它的旋律,。
但問題來了,,這種材料極其脆弱——它的厚度僅有頭發(fā)絲直徑的三分之一,單晶樣品合成也非常困難,,即使經(jīng)過幾個月的反復(fù)生長,,能夠合成的樣品量也不到0.1mg。在這種情況下,,傳統(tǒng)的實(shí)驗手段根本無法精確測量它的物理特性,。為了探究這種神秘的材料,科學(xué)家們需要依靠一個能夠模擬極端環(huán)境的實(shí)驗平臺,,這就是懷柔科學(xué)城的“超級神器”——SECUF(綜合極端條件實(shí)驗裝置),。
懷柔科學(xué)城的綜合極端條件實(shí)驗裝置(SECUF),可以說是科學(xué)家的“超級神器”,。這個實(shí)驗裝置能夠創(chuàng)造出極低溫,、超高壓、強(qiáng)磁場,、超快光場等環(huán)境,,幫助科學(xué)家們破解材料內(nèi)部的奧秘。
在這項研究中,SECUF的A6實(shí)驗站和A2實(shí)驗站發(fā)揮了關(guān)鍵作用,。A6實(shí)驗站的超導(dǎo)磁體核磁共振系統(tǒng),,用高達(dá)25T的強(qiáng)磁場,對鉻基籠目材料進(jìn)行了超精細(xì)的測量,。這個系統(tǒng)極大地提升了測試效率,,幫助科學(xué)家們捕捉到了該材料在55K時發(fā)生的“磁相變”現(xiàn)象。這一發(fā)現(xiàn)為理解材料的超導(dǎo)行為提供了重要線實(shí)驗站的大腔體六面頂高壓測量系統(tǒng)則為高壓低溫環(huán)境下的電阻和磁化率測量提供了精確的實(shí)驗條件,。通過在0到12 GPa的壓力范圍內(nèi)的實(shí)驗測量,,科學(xué)家們首次在籠目晶格材料中發(fā)現(xiàn)了壓制磁相變后的超導(dǎo)穹頂現(xiàn)象。這意味著在特定壓力范圍內(nèi),,材料的超導(dǎo)性能達(dá)到了頂峰,仿佛在壓力下構(gòu)建了一座“超導(dǎo)山峰”,。
什么是超導(dǎo)穹頂,?雖然聽起來像是科幻小說里的名詞,但實(shí)際上,,它指的是在特定的壓力下,,材料的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度達(dá)到一個最高值,然后隨著壓力的繼續(xù)增加,,超導(dǎo)性逐漸減弱直至消失,。你可以想象一下,一座由壓力和溫度共同塑造的“超導(dǎo)山峰”,,當(dāng)材料到達(dá)“山頂”時,,它的超導(dǎo)性最強(qiáng)。
在鉻基籠目金屬中,,科學(xué)家們在3.65至8 GPa的壓力范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)穹頂現(xiàn)象,,超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度最高達(dá)到了6.4K。而當(dāng)壓力超過10 GPa時,,材料的超導(dǎo)性完全消失,。這一現(xiàn)象不僅揭示了鉻基材料的獨(dú)特超導(dǎo)行為,也為探索非常規(guī)超導(dǎo)體的機(jī)理提供了新的線索,。
鉻基籠目材料的發(fā)現(xiàn),,不僅為科學(xué)家們提供了一個全新的平臺,去研究那些復(fù)雜的量子現(xiàn)象,,也有望為未來技術(shù)帶來革命性的變化,。
比如,未來的量子計算機(jī)可能會因為這種新材料的加入而變得更加高效,,其運(yùn)算能力遠(yuǎn)超現(xiàn)有的傳統(tǒng)計算機(jī),。而在能源傳輸領(lǐng)域,超導(dǎo)材料的零電阻特性將大大提升電力傳輸效率,減少能量損耗,,從而為可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持,。
鉻基籠目超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)背后,懷柔科學(xué)城實(shí)驗裝置SECUF扮演了關(guān)鍵角色,。作為國家“十二五”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施項目之一,,自2023年全面投入運(yùn)行以來,SECUF的20個實(shí)驗站向全球科學(xué)家開放,。隨著SECUF等更多科技基礎(chǔ)設(shè)施不斷發(fā)展完善,,未來將有更多世界頂尖的科研成果在這里誕生。
目前,,懷柔科學(xué)城已布局37個科技設(shè)施平臺項目,,并持續(xù)布局和謀劃一批新的科技基礎(chǔ)設(shè)施,進(jìn)入建設(shè)和運(yùn)行,、產(chǎn)出并重的重要階段,。創(chuàng)新為翼,懷柔科學(xué)城正在加速崛起,。(宋雅娟,;審核專家:程金光中國科學(xué)院物理研究所研究員,周睿 中國科學(xué)院物理研究所研究員)
一顆來自熔融行星核心的鐵隕石(左)和一顆來自原始未熔融行星的球粒隕石(右),。當(dāng)人們在尋找宇宙中其他可能孕育生命的行星時,,了解這些揮發(fā)性物質(zhì)是如何被輸送到行星表面的知識將至關(guān)重要。
制出清潔氫氣的同時發(fā)現(xiàn)3D石墨烯(顯微鏡圖),。這項研究為石墨烯的應(yīng)用開辟了更多可能性,,其中最為重要的用途之一是研制鋰硫電池。研究團(tuán)隊隨后意外地發(fā)現(xiàn),,直徑僅為人頭發(fā)絲千分之一的微型管陣列,,在沒有外加電源的情況下產(chǎn)生了電信號。
鄧秀新,、劉旭,、張守攻、陳溫福,、金寧一,、張洪程、蔣劍春,、包振民,、張佳寶9位中國工程院院士走進(jìn)黑土地,圍繞糧食增產(chǎn),、黑土保護(hù)等關(guān)鍵領(lǐng)域開展調(diào)研,。院士們邊走邊看,,對黑龍江省農(nóng)科院通過優(yōu)選品種、菌肥培土,、大壟密植等一系列科學(xué)管理措施取得的成效,,給予高度評價。
10月11日10時39分,,我國在東風(fēng)著陸場成功回收首顆可重復(fù)使用返回式技術(shù)試驗衛(wèi)星——實(shí)踐十九號衛(wèi)星,。衛(wèi)星搭載的植物及微生物育種載荷、自主可控和新技術(shù)驗證試驗載荷,、空間科學(xué)實(shí)驗載荷,、社會公益和文化創(chuàng)意載荷等回收類載荷已全部順利回收。
我們身邊有不少朋友愛玩電子游戲,,有時為了通關(guān)甚至不惜晚睡熬夜,。熬夜意味著睡眠時間大幅減少,睡眠質(zhì)量嚴(yán)重下降,,這樣不僅會影響工作狀態(tài)和學(xué)習(xí)效率,,還會損害身體健康。
據(jù)最新一期《風(fēng)濕病學(xué)》雜志發(fā)表的一項研究表明,,多攝入一些咖啡因,或能為心臟健康加分,。為了降低心血管風(fēng)險,,目前醫(yī)生給出的建議大都與減少炎癥有關(guān),包括少服用可的松藥物,、不吸煙,、降低膽固醇,以及控制高血壓等,。
近日,,由東北林業(yè)大學(xué)森林植物生態(tài)學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗室承擔(dān)的課題“伊春森林芬多精成分解析與釋放規(guī)律”通過了科技成果評價。經(jīng)查新,,此前未見相關(guān)報道,,該項目為全國首次對伊春森林康養(yǎng)功能成分的定性定量科學(xué)研究。
記者10日從中山大學(xué)獲悉,,該校醫(yī)學(xué)院施莽教授團(tuán)隊與阿里云李兆融團(tuán)隊將人工智能(AI)技術(shù)應(yīng)用于病毒鑒定,,發(fā)現(xiàn)了傳統(tǒng)研究方法未能發(fā)現(xiàn)的病毒“暗物質(zhì)”,探索了病毒學(xué)研究的新路徑,。
有人歡呼雀躍,,認(rèn)為這是對科技進(jìn)步的高度認(rèn)可;有人憂心忡忡,,擔(dān)心這是否預(yù)示著人類科學(xué)家時代的衰竭,。將諾貝爾獎頒發(fā)給人工智能(AI)領(lǐng)域的成就,并非意味著人類科學(xué)家的地位受到動搖。
江俊強(qiáng)調(diào),,這種理論與實(shí)踐交融的研究范式,,能從數(shù)百萬種可能的配方中迅速識別最佳組合,極大地加速了新物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過程,�,!蹲匀弧穲蟮酪仓赋觯珹I“科學(xué)家”通過自動化實(shí)驗設(shè)計,、數(shù)據(jù)分析,、論文寫作等功能,顯著提高了研究效率,,減少了科研成本,,并加速了科學(xué)發(fā)現(xiàn)的進(jìn)程。
10月9日,,由中國汽車工程學(xué)會,、江蘇省科學(xué)技術(shù)協(xié)會、汽車輕量化技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟和揚(yáng)州市人民政府共同舉辦的第十七屆汽車輕量化大會在揚(yáng)州國際展覽中心開幕,。
數(shù)十年的一線臨床經(jīng)歷讓張麗麗積累了豐富的經(jīng)驗,,在她看來,孩子學(xué)習(xí)困難的背后,,可能隱藏著一個焦慮的家庭,。自學(xué)習(xí)困難門診開診以來,湯欣舟時常有種無力感,,孩子學(xué)習(xí)困難問題并不能在門診治好,,很多問題出現(xiàn)在門診之外。
《自然》9日發(fā)表的最新論文中,,美國科學(xué)家團(tuán)隊探索了量子回路的復(fù)雜性,。這些實(shí)驗展示了兩個階段之間的轉(zhuǎn)變:在第二個階段即所謂“低噪聲階段”中,研究團(tuán)隊證實(shí)了量子計算機(jī)的計算復(fù)雜性,,足以超越經(jīng)典超級計算機(jī),。
美國科羅拉多大學(xué)博爾德分校和美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的量子物理學(xué)家們,利用量子糾纏在原子和電子尺度上再現(xiàn)了一個充滿不同滴答聲“房間”的場景,。
戴維·貝克(左),、德米斯·哈薩比斯(中)和約翰·江珀(右)因在蛋白質(zhì)設(shè)計和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測領(lǐng)域作出的貢獻(xiàn)榮獲2024年諾貝爾化學(xué)獎。為預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),,貝克團(tuán)隊2021年開發(fā)出“Rosetta折迭”模型,,并被《科學(xué)》雜志評為2021年年度突破。
徐純福也表示,,AI在生物,、化學(xué),、醫(yī)藥等健康領(lǐng)域的潛力才剛剛嶄露一角,未來還大有發(fā)展空間,。徐純福同時認(rèn)為,,AI對科學(xué)研究重要性日益凸顯,科學(xué)家一方面要積極擁抱新的研究范式,,同時也要盡量規(guī)避AI的局限性,。
近日,塞爾維亞與金磚國家合作組織創(chuàng)始人左蘭·約萬諾維奇在接受本報記者專訪時,,高度評價中國在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域取得的發(fā)展成就,,并表示中國的先進(jìn)技術(shù)讓塞爾維亞獲益匪淺,
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊李傳鋒,、周宗權(quán),、柳必恒等人,基于多模式固態(tài)量子存儲和量子門隱形傳送協(xié)議,,在安徽合肥市區(qū)實(shí)現(xiàn)跨越7公里的非局域量子門,。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際期刊《自然·通訊》上。
當(dāng)前,,各地聚焦新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域,、重點(diǎn)行業(yè),注重發(fā)揮改革的突破和先導(dǎo)作用,,切實(shí)推動各類生產(chǎn)要素創(chuàng)新性配置,,讓先進(jìn)優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)要素向發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力順暢流動,引導(dǎo)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系健康有序構(gòu)建,。