前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇超級有趣的科學實驗范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
美國航天員唐·佩蒂特在太空拍攝的視頻便是其中一部分。這個研究人員出身的航天員,無論到哪里都忘不了他的鉆研精神,在太空也不例外。他是一個經驗豐富的、參加過3次太空飛行的航天員:第一次是在2002年,作為國際空間站第6宇航組的飛行工程師,太空停留了176多天中,在此期間他進行過13多小時的艙外活動,參與國際空間站的組裝工作,同時還完成了很多美國和俄羅斯的科學實驗。第二次是參加了2008年的航天飛機任務,主要的任務是為國際空間站提供了新的浴室、廚房、兩間臥室、運動器械和水循環系統。現在,他是國際空間站第30宇航組的成員,也是3名航天員中年齡最大、飛行經驗最豐富的。在三次太空任務中,佩蒂特不僅是個稱職的航天員,圓滿地完成了自己應該完成的任務,而且出于對學生航天教育的關心和他自身具有的創新精神,盡量利用在太空的寶貴時間,獨出心裁地進行了多次太空小實驗和小創造。佩蒂特利用空間站中近手可得的材料,為學生們示范物理現象中重力所起的作用。他將整個實驗拍攝成視頻,在視頻的末尾向觀看者提出問題,并將拍攝的視頻上傳到網站。
太空版“憤怒的小鳥”
“憤怒的小鳥”是一款孩子們很喜愛的游戲,這款游戲的故事相當有趣,說的是綠豬搶走了小鳥的蛋,為了報復偷走鳥蛋的肥豬們,鳥兒以自己的身體為武器,像炮彈一樣地去攻擊肥豬們的堡壘。在游戲中,用鼠標將那只在彈弓上的小鳥向后拖拉,并調整發射角度,松開鼠標,那只小鳥就會彈射出去,要讓小鳥把豬打死,還得把障礙物打破。用小鳥打豬的時候,必須要用力打,要不然小鳥就會墜地而亡。這款游戲風靡世界,據最新報道,《憤怒的小鳥》開發商Rovio的估值已高達90億美元。這只飛翔在人們手機、平板、電腦、電視等幾乎所有屏幕上的“憤怒的小鳥”,正逐漸把Rovio打造成一個“小鳥帝國”。現在開發商又將推出了一款新的“憤怒的小鳥一太空版”,據說這將是對該款游戲進行的最大一次升級。這款全新的游戲,有著全新的玩法,但是也會將小鳥迷們已經熟悉和喜愛的某些元素保留下來,另外再添加一些令人驚喜的元素。在此游戲中,一個巨爪綁架了小鳥的蛋。憤怒的小鳥追趕這個巨爪到一個蟲洞,發現自己漂浮在一個陌生的新星系中,且被太空豬包圍了!“憤怒的小鳥”用自己的超級力量與太空豬在太空進行一場你死我活的大戰。
與以往的游戲不同,在“憤怒小鳥一太空版”中有一個DVD,視頻中是一場真正的“憤怒小鳥”與綠豬的太空大戰。這讓學生們玩游戲的時候,接受航天知識教育。視頻中的主角就是遠在國際空間站的第30宇航組的飛行工程師佩蒂特,他在太空“玩”這個游戲不是為了娛樂,而是要做一個物理演示,看看在重力消失的環境下,彈射出去的憤怒小鳥將會按照什么軌跡運動,與地面時有何不同?
為了進行這個實驗,佩蒂特借來了一個紅色的小鳥,這個小鳥是他的同伴去年帶到國際空間站的,雞蛋也是現成的,沒有小豬如何辦?佩蒂特靈機一動,用綠色氣球囊吹出一個大氣球,用筆在上面畫來了豬鼻子、眼睛和嘴巴,就成為一個惟妙惟肖的豬了。佩蒂特首先將這三樣東西從手中放開,演示在微重力環境下漂浮的情況。然后,他將兩根彈力帶綁在艙門上,用它將憤怒的小鳥彈射出去。當然,太空中的小鳥,不會像在地球上哪樣按照牛頓定律來運動了,也不會像在地面那樣墜落到地面,它們像氣球一樣在艙內到處漂浮著。佩蒂特的整個演示被拍成視頻,并加上他的解說,被制成DVD,作為“憤怒小鳥一太空版”的附件之一,可以為學生們證明空間站到處都是微重力環境。在進行“憤怒小鳥-太空版”的游戲時,小鳥運動的軌跡不僅要考慮到微重力的影響,還要考慮到星球之間力的作用。通過這個,可以演示宇宙中力對物體運動的重要性。通過這個游戲和視頻,可以增加學生們對宇宙探索的興趣,激發學生們今后選擇科學、技術職業的取向。因此,美航宇局對此很感興趣,特意安排了佩蒂特在太空進行這項小演示工作。
大泡泡套小泡泡
吹泡泡,這是孩子們常玩的一種游戲,沒有什么令人奇怪的。但是,佩蒂特最近在國際空間站上也“玩”起這個游戲,當然他的目的不是娛樂,而是進行一項科學實驗。太空中吹泡泡不像地面上泡泡很快就會破裂,而是產生了地面無法模擬的奇異效果。
在國際空間站上進行這項實驗時,佩蒂特首先吹起了一個大水泡,這個水泡有一個很厚的邊緣,佩蒂特將其描述成“一個厚厚的水球殼”。佩蒂特小心翼翼地用針頭在大泡泡的邊緣將水注入,奇怪的現象發生了,里面的水像離心機一樣旋轉起來,微小的泡泡向中央集中。然后,佩蒂特用一個針筒將一個泡泡注入到這個大泡泡內部,結果,第一個泡泡和第二個泡泡之間的邊緣很厚,并且能夠存在很長時間而不破裂。佩蒂特在上傳到網站的視頻中說:“現在,讓我來給你們展示一些讓人興奮的事情。”說完,佩蒂特將第三個泡泡注入中央,這個泡泡會在沿著邊緣旋轉。他興奮地說:“這個小泡泡沿著邊緣旋轉,中央出現很多微小的氣泡。如果我也是一個泡泡,我一定會像它一樣。”佩蒂特借助激光觀察這個小泡泡的移動以及不同泡泡層的光線反射,他看到水殼內的很多微小泡泡發生彈跳,并反射光線。他說:“現在,我要對觀察到的現象進行研究。”
有魔力的編織針
現在值守在國際空間站的航天員唐‘佩蒂特在太空給地球上的學生演示了一個十分有趣的實驗——水滴繞毛衣針在太空飛舞,以驗證帶靜電的毛衣針在太空如何影響水滴運動。
他拿來了一根小的特氟龍材料做成的編織針,用一張紙在上面來回摩擦了幾下,使它產生靜電。然后取出一根裝有水的注射針,在靠近編織針的附近推出一個小氣泡。奇跡發生了!編織針好像有魔法一樣,讓氣泡在它周圍來回飛舞,不讓它遠去,直到氣泡“筋疲力盡”地附著在編織針上。佩蒂特又用針推出了一竄小氣泡,這些小氣泡圍繞著編織針不停地飛舞,煞是好看!最后的下場也與第一個氣泡一樣,被吸附到編制針上。如果你在地面上進行同樣的實驗是看不到這種現象的,地球重力的作用將會超過編織針的靜電作用,會讓小氣泡按照作用在它上面的合力方向漂浮,最后在空中破裂或墜落在地面。微重力環境下將靜電魔力顯示出來了。
星期六早上的科學實驗
作為國際空間站第6宇航組的飛行工程師佩蒂特總是盼望著星期六早晨的到來。因為只有這個時候,他才有空閑時間可以進行自己設計的一些趣味性實驗,他想看看在微重力狀態下液體的流動和一些物體的運動特性發生了什么變化。他利用空間站上隨手可得的小物品,進行了21項實驗,在此,就介紹其中最有名的水薄膜實驗。
佩蒂特把細鐵絲彎成不同直徑的鐵環,直徑從3.5厘米到15厘米以上。他將鐵環插入大口杯中,然后又把它拿出來。當鐵環上的水消退的時候,一個水薄膜緊緊地粘在環上。他從來沒有看見過這樣大的水薄膜,而且非常牢固。他拼命地搖動它,向它吹氣…‘甚至在它上面畫畫都沒有使它破碎。他十分驚訝:“它們看上去就像一塊塊橡皮,它們能夠承受所有的機械艟擊。”
這種現象在地球上是不可能出現的。無論你如何努力,都不可能在直徑為1厘米的環上形成薄膜環。即使形成了薄膜,它也是很脆弱的,一個輕微的碰撞或是人的呼吸動作部會使它破裂。為什么太空薄膜如此堅硬?了解地球上水薄膜和太空里水薄膜的區別,可以使我們對表面張力有進一步的認識。
表面張力是液體的一種特性,是由于液體表面上或表面附近的分子聚合力的不平衡而形成的,其結果是使液體平面趨于收縮,并具有類似于展開的彈性膜的特性。表面張力普遍地存在于自然界,但由于它所處的環境不同,就會顯示出不同的特性。
假設在地球上,你有一個水薄膜,讓它的面與地面平行。由于地心引力的作用,使得薄膜中間部分變得松弛了。鐵環邊緣的水向下流,在薄膜中央形成了一個小水池。這樣,薄膜松弛得更厲害了。水池變得越來越大,直到它的重量將薄膜撕成兩半。
如果在太空,薄膜不會變得松弛,也不會形成中央的水池。這樣表面的張力在與地球引力的抗衡中就占了優勢,其結果是形成了一個堅固、長命的膜。佩蒂特說:“我們做的一些水薄膜壽命超過12小時。”
在此基礎上,佩蒂特花了一些時間觀察不同直徑鐵環形成的薄膜和一些影響它的因素。他用2秒/周的頻率振動鐵環,可以看到薄膜出現明顯地扭曲,就像你用一個聲波振動器去振動橡皮薄膜一樣。這種振動使薄膜中央部分前后移動的距離達2厘米。接著,佩蒂特將含有細小云母薄片的溶液滴到薄膜上,采用這種方法可以發現薄膜中隱藏的流動和漩渦。然后佩蒂特用嘴吹薄膜。這時,令人著迷的形狀出現了,它看上去就像螺旋星云,這種美麗的圖案持續四小時以上。
下一個節目是在水薄膜上繪畫,佩蒂特將四滴食用色素(紅、藍、綠、董)滴到一個水薄膜上。然后推注射器,用小針頭上打出的氣流來推動色滴移動,這樣可以繪制出不同的圖畫。其中一幅畫看上去就像一只鷹,其它的看上去就像抽象畫。
雖然佩蒂特在太空中進行的實驗看起來很簡單,但里面有深奧的物理學基本原理,這使我們更進一步認識到在太空中進行基礎物理學原理的研究是十分必要的。在地球上,由于重力的作用和物體的三維運動,使一些物理現象變得復雜了。失重情況下的二維薄膜的是一種很好的研究工具。它可以為地球上很多的工業提供有價值的數據。
令佩蒂特沒有想到的是他這些出于好玩和受自己好奇心的驅使的實驗不僅在物理學的研究中有非常大的價值,而且引起學生們濃厚的興趣。美國航宇局自然科學雜志發表了一系列以學生為對象的有關佩蒂特星期六早晨自然科學活動的故事,高中和大學生們也進行了以地面為基礎的類似實驗,他們將自己的研究結果和那些在太空中獲得的研究結果進行對比,對物理學中的一些定律有了更深的了解。全國的自然科學教師也利用美國航宇局拍攝的“星期六早晨科學”的視頻來進行物理學教學。
太空杯
在太空零重力狀態下要飲用任何液體都不是一件容易的事,如果你像地面一樣,將飲料放在杯子中喝,飲料將會變成液滴,從杯子中“飛”出來,到處漂浮,其后果不堪設想。因此,航天員們通常用塑料吸管小口地吸食密閉在袋子中的飲料,這使習慣用杯子喝咖啡的佩蒂特感到不舒服。
喜歡搞小發明的佩蒂特,又開始動腦筋了。他從飛行數據文件任務書上撕下一片透明塑料片,將兩端合起來,用密封膠條將其密封,同時將底部一端也密封。這樣,就做成了一個有著水滴狀外形的杯子。然后,他將空間站中密封袋里的咖啡小心注入這個太空杯中。由于液體表面張力很大,液體內部的表面張力可避免咖啡液體漂浮和橫向流,微重力下也不會讓杯子中的水向下滴。所以,盡管他將盛有咖啡的太空杯拋向空中,太空杯只在空中飄浮,杯中的咖啡仍然在那里“穩坐釣魚臺”。由于杯子的一邊較另一邊狹窄,形成毛細作用,杯中的咖啡形成一個“L”形,杯口的咖啡被人吸飲后,下面的咖啡自動地補充上來,非常有趣!佩蒂特在視頻中演示了他用太空杯喝咖啡的情景,確實令人感到這是一個非常好的咖啡杯。
美國東部時間8月6日凌晨,遠征5.67億公里的美國“好奇”號火星車歷經8個月飛行,在位于火星蓋爾隕坑中心山脈的山腳下成功著陸,開始其探索火星生命痕跡的旅程。登陸火星數分鐘后,“好奇”號陸續向地球傳回火星圖像。
“好奇”號被譽為人類在其他星球登陸的最精密移動科學實驗室,是美國太空探索歷史上又一重要里程碑,是行星探索的巨大一步。“好奇”號長約2.8米,重900多千克,長度是2004年在火星著陸的“勇氣”號和“機遇”號火星車的2倍,重量是它們的5倍多。它共有6個輪子,每個均擁有獨立的驅動馬達,兩個前輪和兩個后輪還配有獨立的轉向馬達。這一系統可以使“好奇”號在火星表面原地360度轉圈。“好奇”號的動力由一臺多任務放射性同位素熱電發生器提供,其本質上是一塊核電池,使用壽命可長達14年。
2 加拿大科學家開發出人造大腦
加拿大一個科學家小組稱,他們已經開發出迄今為止最接近真實大腦的機能大腦模型。這個利用超級電腦運行的模擬大腦擁有的一個數碼眼睛,可以用來進行視覺輸入,它的機械臂能繪制出它對視覺輸入作出的反應。這個模擬大腦非常先進,甚至能通過IQ測試的基本測試。加拿大滑鐵盧大學的神經學家和軟件工程師表示,這是迄今為止世界上最復雜、最大規模的人類大腦模型模擬。這個名叫Spaun的大腦由250萬個模擬神經元組成,它能執行8種不同類型的任務。這些任務的范圍從描摹到計算,再到問題回答和流體推理,可謂五花八門。測試期間,科學家亮出一系列數字和字母,讓Spaun記入儲存器,然后科學家亮出另一種字母或符號,作為指令,告訴Spaun借助它的記憶力做什么。隨后機械臂會描繪出任務輸出。該研究成果發表在《科學》雜志上。此前也有不少模擬大腦的項目,但僅模擬大腦的功能形式,而Spaun則能展示這些功能如何作用于各種行為。
3 科學家設計出世界上最細的納米導線
澳大利亞和美國科學家組成的研究團隊1月6日在《科學》雜志上報告說,他們成功設計出迄今世界上最細的納米導線,厚度僅為人類頭發的萬分之一,但導電能力可與傳統銅導線相媲美。這項技術有望應用于量子計算機研制領域。科學家利用精心設計的原子精度掃描隧道顯微鏡,在硅表面以1納米間隔安放1個磷原子的方式制備了納米導線,其寬度相當于4個硅原子,高度相當于1個硅原子。通過這種方式設計的納米導線可以使電子自由流動,有效解決了電阻問題。這一新技術表明,計算機元件可以降低到原子尺度,這是個巨大突破。量子計算機與傳統計算機的一個主要區別是,傳統計算機只使用1和0兩種狀態來記錄數據和進行計算,而量子計算機可以同時使用多個不同的量子態,因此具有更大的信息存儲和處理能力,被認為是未來計算機發展的方向。
4 癌癥干細胞研究獲新證據
很多時候,那些似乎已經被治療消滅的癌癥又會卷土重來。一些科學家將此歸罪于所謂的癌癥干細胞,它們是癌細胞的一個子集,能夠保持休眠狀態,從而逃避化療或放療,并在幾個月或幾年后形成新的腫瘤。這種想法一直存在爭論,然而,8月1日,《自然》、《科學》雜志網絡版發表的3篇論文提供了新的證據,表明在某些腦、皮膚和腸道腫瘤中,癌癥干細胞確實是腫瘤生長的源頭。
癌癥干細胞模式有別于認為腫瘤生長機會均等的傳統理論,后者相信,任何以及所有的癌性細胞都能夠分裂并導致腫瘤的生長及擴散。而癌癥干細胞模式則認為,腫瘤生長具有更多的層次,主要由一個能夠進行自我復制的細胞子集所驅動,進而生成腫瘤所包含的其他類型的細胞。在這些新的研究中,3個獨立的研究團隊利用遺傳細胞標記技術追蹤了特定細胞在生長的腫瘤內部的增殖情況。這種細胞追蹤技術是檢驗癌癥干細胞模式的正確方法。
5 科學家發現“疑似”上帝粒子
歐洲核子研究中心宣布,該中心的兩個強子對撞實驗項目——ATLAS和CMS均發現一種新的粒子,具有和科學家們多年以來一直尋找的希格斯玻色子相一致的特性。
ATLAS和CMS研究小組在4日上午的學術研討會上介紹各自研究成果,分別確認目前通過大型強子對撞機取得的數據發現了在125-126吉電子伏特質量區間存在一種新的粒子,數據的確定性為5西格瑪,即理論物理界可以確認“發現”的水平。
希格斯玻色子是物理學基本粒子“標準模型”預言的一種自旋為零的玻色子,也被稱為“上帝粒子”。
盡管相關負責人表示,這僅是初步結果,但其足以引起全球科學界的關注。這是一項無與倫比的成就。這是粒子物理學和科學探索史上的重大時刻,意義深遠。這一新發現將開拓實驗和理論物理的新領域。
6 日本科學家首次用“人造”卵子產下小鼠
在利用源自干細胞的產下了正常幼鼠后,日本京都大學的一個研究小組又通過同樣的方式利用卵子完成了這一壯舉。這項研究最終有望為幫助那些不育夫婦懷孕帶來新的方法。
上述兩項研究所使用的干細胞都是胚胎干(ES)細胞和誘導多能干(iPS)細胞。研究人員從ES細胞和iPS細胞入手,并且在一種蛋白質的“雞尾酒”中對其進行培育,從而形成了與原生殖細胞類似的細胞。為了得到卵母細胞或前體卵細胞,研究人員隨后將這些原始細胞與小鼠胎兒的卵巢細胞相混合,從而形成了再造的卵巢,并最終將其移植到活體小鼠的正常卵巢中。4周零4天后,那些與原生殖細胞類似的細胞發育成為卵母細胞。研究小組去除掉卵巢,得到卵母細胞,并且對其進行體外授精,然后再將得到的胚胎移植進代孕母親體內。大約3周后,正常的小鼠崽誕生了。研究人員在10月4日的美國《科學》雜志上報告了這一研究成果。
7 英國研究發現一種高速磁存儲原理
英國約克大學等機構的研究人員在《自然—通訊》雜志上報告說,他們發現一種可用于開發高速磁存儲設備的原理,由此帶來的存儲速度可高出現有硬盤數百倍。
據介紹,現在硬盤等存儲器多使用磁性物質,如果要記錄信息,就需要把磁性物質的磁極顛倒,這個過程中常用的方式是使用外加磁場。
研究人員發現,不使用外加磁場,單純使用熱量也能起到同樣的效果。其具體方式是向磁性物質發射含有熱量的激光脈沖,它在吸收熱量后磁極也會顛倒。
參與研究的托馬斯·奧斯特勒說,這是一項革命性的發現,可在此基礎上開發出存儲速度高出現有硬盤數百倍的存儲器,每秒鐘存儲的信息可以高達上萬億字節。由于不需要使用外加磁場,在此基礎上開發出的存儲器所消耗的能量也會更少。
8 天文學家發現質量是太陽170億倍的黑洞
霍比·埃伯利望遠鏡大質量星系調查項目的天文學家發現了可能是迄今質量最大的黑洞。這一罕見黑洞質量達170億個太陽,位于NGC 1277星系,其質量占了該星系質量的14%,而通常黑洞只占其所在星系的1%。這一發現可能改寫黑洞與星系的形成演化理論。相關在11月29日的《自然》雜志上。
NGC 1277位于距地球2.5億光年之外的英仙座星團,大小只有銀河系的1/10。此前哈勃太空望遠鏡已經給NGC 1277拍過照。本次研究又結合了霍比·埃伯利望遠鏡數據,并在超級計算機上運行了多種模型計算,結果發現其中存在一個質量達太陽170億(誤差范圍30億)倍的黑洞。 研究人員還發現,NGC 1277星系是一個較小的透鏡星系(在星系型態分類上是介于橢圓星系和螺旋星系之間的星系),內部均為古老恒星,其中最“年輕”的恒星壽命也有80億年。
9 德國首次從皮膚細胞中培養出成體干細胞
德國馬克斯·普朗克協會3月22日宣布,該機構研究人員成功從已分化體細胞——皮膚細胞中培養出成體干細胞,為全球首創。
現階段,具有分化多種組織細胞潛能的誘導多功能干細胞(iPS細胞)成為不少干細胞專家的研究重點,人類已能從已分化的體細胞中培養出iPS細胞。不過,這種干細胞雖可分化成任意組織,但由于其分化能力過強,導致有時不但無法實現目標組織再生,反而分化出癌細胞,形成腫瘤。而本次研究人員利用皮膚細胞培養成體干細胞的方法剛好可解決這一問題。成體干細胞是一種存在于已分化組織中的未分化細胞,可自我更新并形成特定組織。研究人員將實驗鼠皮膚細胞放在特定培養環境中,皮膚細胞在特殊生長因子的誘導下,成功“變身”成體神經干細胞。通過成體干細胞的培養可更有針對性、更安全地實現特定組織再生。這種方法具有巨大的醫學應用前景。
10 首個“超電子”電路問世
美國科學家們用光子取代電子,制造出首個由光子電路元件組成的“超電子”電路。相關研究發表在《自然—材料學》雜志上。
“超電子”中的“超”指的是超材料——嵌入材料中的納米圖案和結構,使其能采用以前無法做到的方法操控波。賓夕法尼亞大學電子和系統工程學院納德·恩西塔團隊在實驗中利用亞硝酸硅制造出梳狀的長方形納米棒陣列。這種新型納米棒的橫截面和其間的孔隙形成的圖案能復制電阻器、感應器和電容器這三個最基本電路元件的功能,只不過其操縱的是光波。在實驗中,他們用一個光子信號照射該納米棒,并在波通過時用光譜設備進行測量。他們使用不同寬度和高度組合的納米棒重復該實驗后證明,不同大小的光電阻器、感應器和電容器都可以改變光“電流”和光“電壓”。恩西塔表示:“我們能通過安排不同的電路元件制造出無數個電路,我們也希望設計出更復雜的光學元件,以獲得具有不同功能的光子電路。”
獲得提名的其他候選條目
(按報道時間先后為序)
荷蘭發明能提高太陽能電池效率的納米涂層
荷蘭原子和分子物理學研究所發表新聞公報說,其科學家研制出一種特殊的納米涂層,能夠大幅提高太陽能電池效率。荷蘭科學家設計了一種特殊的納米涂層。涂層中的納米粒子是圓筒狀結構,而且這些圓筒的幾何尺寸恰好適合捕捉太陽光。
在實驗中,荷蘭科學家使用飛利浦公司開發的一種新型“印刷”技術,成功將納米涂層直接印刷到現有太陽能電池的硅晶片上。結果發現,印刷完涂層的硅晶片呈黑色,反射率被大幅降低。
研究小組負責人阿爾伯特·普爾曼說,“新涂層不僅適用于太陽能電池,在普通照相機和攝像機的鏡頭以及光學儀器等領域也有廣泛應用前景。”
大猩猩基因組測序完成
自從人類基因組在10年前測序完畢后,研究人員一直夢想能夠破解其他3種類人猿(黑猩猩及矮黑猩猩、大猩猩、猩猩)的脫氧核糖核酸(DNA)。如今,最后剩下的大猩猩基因組測試也已完成,從而揭示了這種最大的靈長目動物與我們之間的一些有趣的聯系。令人感到驚訝的是,部分人類基因組與大猩猩基因組的相似性居然高于后者與黑猩猩基因組的相似性,并且一些之前認為對人類的獨特進化很關鍵的基因對于黑猩猩而言同樣重要。
來自英國辛克斯頓市維康信托基金會桑格研究所的研究人員3月7日在《自然》雜志上報告了這一研究成果。
首個初級量子網絡構建成功
十多年來,物理學家一直在試圖用量子力學方法傳遞機密信息,進而不必擔心其被截獲。但他們一直沒有創造出一個真正的量子網絡。如今,一個德國研究小組使用兩個完全分離的原子建立了首個真正的量子連接。研究人員表示,很多這樣的連接結合在一起便能夠構建一個完整的網絡。
德國加爾興市馬普量子光學研究所的Stephan Ritter和同事,在4月12日出版的《自然》雜志上報告了一個初級的量子網絡,該網絡有兩個基于束縛在位于街道兩側單獨實驗室內光腔中的單個原子的量子節點。這是科學家首次實現這種初級的量子網絡,為實現真正意義上的量子網絡邁出關鍵一步。
法國研制的納米級塑料具有高導電性
來自法國國家科研中心和斯特拉斯堡大學的研究人員在《自然—科學》雜志網絡版上介紹說,一種最新研制的塑料纖維實際上綜合了目前常見的兩種導電材料——金屬和塑性有機聚合物的優點。它成本低,易處理,像塑料一樣輕且柔韌,而導電性能又類似金屬,可媲美銅線。
法國國家科研中心已為此項科研成果注冊了專利。研究人員認為,21世紀電子工業面臨的一大挑戰就是如何將組件微縮至納米尺度。這種導電性能極佳的塑料納米纖維將有助于解決這個問題。他們表示,下一步會嘗試把這種塑料納米纖維應用于電子設備的生產中,如制造可彎曲的顯示屏或太陽能電池等。
美首次向國際空間站發射商業飛船
美國太空探索技術公司5月22日凌晨向國際空間站發射“龍”飛船,這是世界第一艘向空間站發射的商業飛船。
“龍”飛船高約6.1米,直徑約3.7米,于22日攜帶500多公斤貨物發射升空,25日與空間站對接,返程時承載約600多公斤載荷,成功完成首次由商業飛船向空間站運送補給的任務。5月31日,“龍”飛船已于當天中午墜入太平洋海域。回收后,“龍”飛船被運往太空探索技術公司位于得克薩斯州的工廠進行檢測并卸貨,其中一些高價值試驗載荷將在48小時內送交航天局。
“龍”飛船未來將放棄水上著陸技術,而通過推進器進行地面著陸。
多國科學家完成西紅柿基因組測序
一個國際研究團隊5月31日在英國《自然》雜志上以封面文章形式發表研究報告說,他們完成了對西紅柿的基因組測序,這將有助于將來培育更優良的西紅柿品種。
這個項目由一個稱作“西紅柿基因組聯盟”的研究團隊完成,成員包括14個國家的研究人員。其中,中國科學家高質量地完成了測序總任務的1/6。據報告介紹,他們選取了農產品中常見的一種西紅柿開展基因組測序,結果顯示其基因組約含3.5萬個基因。研究人員同時還對另一種野生西紅柿進行基因組測序,這兩個基因組高度相似,差異只有約0.6%。對普通消費者來說,這一成果意味著今后可能會出現更好吃的西紅柿品種。
科學家造出全新量子物質形態
美國斯坦福大學宣布,他們用金屬鏑造出世界上第一個雙極量子費米子氣體。研究人員認為,該費米子氣體兼具晶體和超流液二者看似矛盾的特征,是一種全新的量子物質形態。這標志著人們在理解費米子系統性質,將凝聚物質物理學中的超自然現象引入現實應用等方面,邁出了重要的一步。相關在《物理評論快報》上。
研究人員指出,這種費米子氣體有望帶來量子液晶,也就是那些構成大部分顯示器所用液晶的量子力學版;或者帶來一種超級固體,這是一種假設的物質態,理論上這種固體具有超流液的特征。
小體積十億像素相機問世
英國《自然》雜志刊登報告說,研究人員開發出首個體積較小的十億像素相機,它不僅在清晰度方面遠遠超出普通相機,而且體積也不像天文臺所用的十億像素觀測設備那樣龐大。
美國杜克大學等機構研究人員報告說,他們研發出的名為AWARE-2的相機不僅像素能達到十億以上,并且體積相對較小,其長寬均為0.75米,高0.5米。與一些高清相機拍攝角度狹窄不同,這種相機能拍攝的角度水平可達120度,豎直可達50度。
據介紹,這種十億像素相機可能會首先用于軍事偵察等領域。潛在客戶是一些需要高清晰度照片的媒體公司或專業研究人員。
人類基因功能“詳圖”問世
國際科學界9月5日宣布,“DNA元素百科全書”計劃(簡稱ENCODE)獲得迄今最詳細的人類基因組分析數據,其成果以30多篇論文的形式發表在《自然》雜志等多份學術刊物上。這是“人類基因組計劃”之后國際科學界在基因研究領域取得的又一重大進展。科學家正在利用ENCODE的信息開展多種疾病和表觀遺傳學的研究。
ENCODE的研究結果,將改變人們對人類基因組的思維方式和實際應用。如果說人類基因組計劃提供了一張地圖,那么ENCODE計劃就在這張地圖上標出了各個基因的功能信息。ENCODE計劃有多個國家和地區的32個研究機構參與。
全球最強射電望遠鏡在澳建成啟用