来源:爱游戏平台下载 发布时间:2024-10-15 18:21:21
近日,浙江大学的曹光旱团队经过大量实验,率先制备出新型铬基笼目结构CsCr3Sb5单晶,并与中国科学院物理研究所的程金光团队和周睿团队合作,在怀柔科学城大科学装置的支持下测量出了该材料的多种物理性质,尤其是发现了“非常规超导电性”——这不仅为超导体研究带来了新的希望,也为量子计算和超导磁悬浮列车等尖端技术的应用找到了可能的新路径。相关科研成果北京时间10月2日在国际学术期刊《自然》发表。 在这个发现的背后,有一个关键的角色——怀柔科学城的综合极端条件实验装置(SECUF)。正是它,为研究团队提供了精密的实验条件,使得这一突破成为可能。 什么是超导体?简单来说,它是一种能让电阻完全消失的材料,这在某种程度上预示着电流可以在其中无损耗地流动。如果未来能大范围的应用超导材料,能源浪费问题将会大幅度减少,电力传输效率也会达到前所未有的水平,并且会产生很多颠覆性应用。例如在量子计算领域,超导材料便是一个“超级神器”,它们有潜力让量子计算机的运算速度大幅度提升,远超今天的计算能力。 不过,超导体通常都需要在极端低温的条件下才能发挥作用,这大大限制了它的实际应用。为了理解非常规超导现象,以帮助找到更实用的超导材料,科学家们把目光投向了一种特殊的几何结构材料——笼目晶格。“笼目”的本意其实是一种传统竹编图案,你可以认为这种竹编图案的特殊结构会让电子在其中“跳舞”,产生各种奇特的量子现象,包括我们不懈探求的超导性。 科学家们在过去的研究中,已经在钒基笼目材料中观察到了一些超导现象,但这些材料的电子之间关联较弱,没能达到理论预期的强关联超导效果。直到最近,浙江大学的曹光旱团队经过不懈努力,制备出了一种全新的材料——铬基笼目结构CsCr3Sb5单晶。 与之前的材料相比,铬基材料不仅在高压条件下表现出了超导性,还具有着强烈的电子关联和磁性特征。这在某种程度上预示着这个新材料内部发生的“电子舞蹈”更复杂,可能隐藏着一些我们尚未完全理解的非常规超导现象。换句话说,它内部的电子行为就像一支复杂的交响乐,而我们现在才起步欣赏它的旋律。 但问题来了,这样一种材料极其脆弱——它的厚度仅有头发丝直径的三分之一,单晶样品合成也十分艰难,即使经过几个月的反复生长,能够合成的样品量也不到0.1mg。在这种情况下,传统的实验手段根本没办法精确测量它的物理特性。为了探究这种神秘的材料,科学家们需要依靠一个能够模拟极端环境的实验平台,这就是怀柔科学城的“超级神器”——SECUF(综合极端条件实验装置)。 怀柔科学城的综合极端条件实验装置(SECUF),能够说是科学家的“超级神器”。这个实验装置能够创造出极低温、超高压、强磁场、超快光场等环境,帮助科学家们破解材料内部的奥秘。 在这项研究中,SECUF的A6实验站和A2实验站发挥了关键作用。A6实验站的超导磁体核磁共振系统,用高达25T的强磁场,对铬基笼目材料来了超精细的测量。这个系统极大地提升了测试效率,帮助科学家们捕捉到了该材料在55K时发生的“磁相变”现象。这一发现为理解材料的超导行为提供了重要线实验站的大腔体六面顶高压测量系统则为高压低温度的环境下的电阻和磁化率测量提供了精确的实验条件。通过在0到12 GPa的压力范围内的实验测量,科学家们首次在笼目晶格材料中发现了压制磁相变后的超导穹顶现象。这在某种程度上预示着在特定压力范围内,材料的超导性能达到了顶峰,仿佛在压力下构建了一座“超导山峰”。 什么是超导穹顶?虽然听起来像是科幻小说里的名词,但实际上,它指的是在特定的压力下,材料的超导转变温度达到一个最高值,然后随着压力的继续增加,超导性逐渐减弱直至消失。你能想象一下,一座由压力和温度共同塑造的“超导山峰”,当材料到达“山顶”时,它的超导性最强。 在铬基笼目金属中,科学家们在3.65至8 GPa的压力范围内发现了超导穹顶现象,超导转变温度最高达到了6.4K。而当压力超过10 GPa时,材料的超导性完全消失。这一现象不仅揭示了铬基材料的独特超导行为,也为探索非常规超导体的机理提供了新的线索。 铬基笼目材料的发现,不仅为科学家们提供了一个全新的平台,去研究那些复杂的量子现象,也有望为未来技术带来革命性的变化。 比如,未来的量子计算机可能会因为这种新材料的加入而变得更高效,其运算能力远超现有的传统计算机。而在能源传输领域,超导材料的零电阻特性将极大的提升电力传输效率,减少能量损耗,从而为可持续发展提供技术支持。 铬基笼目超导体的发现背后,怀柔科学城实验装置SECUF扮演了关键角色。作为国家“十二五”重大科学技术基础设施项目之一,自2023年全面投入运行以来,SECUF的20个实验站向全球科学家开放。随着SECUF等更多科学技术基础设施不断发展完善,未来将有更多世界顶尖的科研成果在这里诞生。 目前,怀柔科学城已布局37个科技设施平台项目,并持续布局和谋划一批新的科学技术基础设施,进入建设和运行、产出并重的重要阶段。创新为翼,怀柔科学城正在加速崛起。(宋雅娟;审核专家:程金光中国科学院物理研究所研究员,周睿 中国科学院物理研究所研究员) 今年7月,国务院学位委员会发布了《新增博士硕士学位授权审核专家核查及评议结果公示》,与2020年上一轮评审相比,本轮评审拟大幅新增博士点831个。这在某种程度上预示着博士生培养规模将进一步扩大。 日前,国家发改委发布2024年全国优化营商环境十大创新实践案例,一大批具有创新意义、可复制可推广的典型案例脱颖而出。 10月14日是第55个世界标准日。今年世界标准日的主题为“美好世界的共同愿景”,中国主题为“强化标准引领,促进高水平质量的发展”。 我国探月工程在不断书写月球探测新篇章的过程中铸就的探月精神,既是“两弹一星”精神、载人航天精神的传承和延续,又富有鲜明的新时代特质。 14日16时许,随着一声响亮的汽笛,首趟中老铁路“京滇·澜湄线吨老挝香蕉从云南省昆明市王家营西站驶出,一路向北京市平谷区疾驰,标志着中老铁路国际冷链班列暨“京滇·澜湄线”国际货运列车正式开行,打通了一条连接中国北京、云南与东南亚国家的国际货运通道。 2023年总被引频次进入本学科排名前1/4的中国期刊共有37种,比2022年增加2种;影响因子进入本学科排名前1/4的期刊有149种,比2022年增加12种。 最近一个特殊门诊引发社会关注。新闻媒体报道,10月8日,上海某研究机构设立的“空间与数学学习困难门诊”正式开诊。 近年来,昭通积极构建“政府引导+平台推动+政策赋能+管家服务”的返乡创业“昭通模式”,推出促进创业就业“二十条措施”。2023年以来,昭通回引6.59万人返乡创业,带动18.64万人就地就近就业。 党的二十届三中全会通过的《中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》提出,要“完善推动新一代信息技术、人工智能、航空航天、新能源、新材料、高端装备、生物医药、量子科技等战略性产业高质量发展政策和治理体系,引导新兴起的产业健康有序发展”。 一颗来自熔融行星核心的铁陨石(左)和一颗来自原始未熔融行星的球粒陨石(右)。当人们在寻找宇宙中别的可能孕育生命的行星时,了解这些挥发性物质是如何被输送到行星表面的知识将至关重要。 制出清洁氢气的同时发现3D石墨烯(显微镜图)。这项研究为石墨烯的应用开辟了更多可能性,其中最重要的用途之一是研制锂硫电池。研究团队随后意外地发现,直径仅为人头发丝千分之一的微型管阵列,在没有另外加电源的情况下产生了电信号。 邓秀新、刘旭、张守攻、陈温福、金宁一、张洪程、蒋剑春、包振民、张佳宝9位中国工程院院士走进黑土地,围绕粮食增产、黑土保护等关键领域开展调研。院士们边走边看,对黑龙江省农科院通过优选品种、菌肥培土、大垄密植等一系列科学管理措施取得的成效,给予高度评价。 10月11日10时39分,我国在东风着陆场成功回收首颗可重复使用返回式技术试验卫星——实践十九号卫星。卫星搭载的植物及微生物育种载荷、自主可控和新技术验证试验载荷、空间科学实验载荷、社会公益和文化创意载荷等回收类载荷已全部顺利回收。 我们身边有不少朋友爱玩电子游戏,有时为通关甚至不惜晚睡熬夜。熬夜意味着睡眠时间大幅度减少,睡眠质量严重下降,这样不仅会影响工作状态和学习效率,还会损害身体健康。 据最新一期《风湿病学》杂志发表的一项研究表明,多摄入一些,或能为心脏健康加分。为降低心血管风险,目前医生给出的建议大都与减少炎症有关,包括少服用可的松药物、不吸烟、降低胆固醇,和控制高血压等。 近日,由东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室承担的课题“伊春森林芬多精成分解析与释放规律”通过了科技成果评价。经查新,此前未见有关报道,该项目为全国首次对伊春森林康养功能成分的定性定量科学研究。 记者10日从中山大学获悉,该校医学院施莽教授团队与阿里云李兆融团队将AI(AI)技术应用于病毒鉴定,发现了传统研究方法未能发现的病毒“暗物质”,探索了病毒学研究的新路径。 有人欢呼雀跃,认为这是对科学技术进步的高度认可;有人忧心忡忡,担心这是否预示着人类科学家时代的衰竭。将诺贝尔奖颁发给人工智能(AI)领域的成就,并非意味着人类科学家的地位受到动摇。 江俊强调,这种理论与实践交融的研究范式,能从数百万种可能的配方中迅速识别最佳组合,极大地加速了新物质的发现过程。《自然》报道也指出,AI“科学家”通过自动化实验设计、数据分析、论文写作等功能,明显提高了研究效率,减少了科研成本,并加速了科学发现的进程。
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