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热力学过程在量子系统中不可逆被科学家首次证实

巴西和英国科学家携手首次证实,热力学过程在量子系统中不可逆。最新研究结论对于理解量子系统中的热力学、设计量子计算机以及更深入地洞悉其他量子信息技术都大有裨益。 对于物理系学家们来说,包括薛定谔方程在内的微观法则都是可逆的。从理论上说,正向和反向微观过程毫无二致。但现在,巴西ABC联邦大学的物理学家蒂亚戈·巴塔尔豪和同事发表在《物理评论快报》杂志上的最新研究表明,在量子尺度上,热力学过程是不可逆的。 在量子系统中观察到热力学过程非常困难,迄今还无人做到。在最新实验中,研究人员对液体三氯甲烷中的碳-13原子施加了一个振荡的磁场,然后测量了熵的变化,证实了这一研究结论。 研究人员首先施加一个磁场脉冲使原子核的自旋不断翻转,接着逆向施加脉冲使自旋遭受逆向的热动力。如果这一过程是可逆的,那么,自旋会回到最初的起点。但情况并非如此。从根本上来说,正向和逆向磁脉冲的施加速度非常快,自旋的翻转不可能始终保持一致,自旋因此失去了平......阅读全文

热力学过程在量子系统中不可逆被科学家首次证实

  科技日报北京12月2日电 (记者刘霞)巴西和英国科学家携手首次证实,热力学过程在量子系统中不可逆。最新研究结论对于理解量子系统中的热力学、设计量子计算机以及更深入地洞悉其他量子信息技术都大有裨益。  对于物理系学家们来说,包括薛定谔方程在内的微观法则都是可逆的。从理论上说,正向和反向微观过程毫无

化学研究中的扫描探针显微学

20世纪80年代初期,扫描隧道显微技术(Scanning Tunneling Microscopy,以下略称为STM)问世[1]。以后仅十余年,以STM为代表的扫描探针显微技术(Scanning Probe Microscopy, SPM)迅速发展,应用也已经拓展到了包括物理、化学、生物、材料等众多

霍金大事记 他对人工智能的预言时刻提醒着人类!

据英国天空新闻等多家媒体报道,世界著名物理学家史蒂芬·霍金去世,享年76岁。让我们回顾下霍金的一生:1968年应用先前彭罗斯研究奇点时所发展出来的数学技巧,霍金团队获得很多关于大爆炸的存在与物理行为的重要结果。霍金与乔治·艾利斯于1968年发现,宇宙背景辐射的存在证实宇宙的确曾经发生过大爆炸。霍金与

《环球科学》2011年十大科学新闻评选

  “十大科学新闻”评选是《环球科学》(《科学美国人》杂志中文版)每年一度的重头戏,也是本年度全球各大科学领域的重大事件进行的一次全面盘点。经过专业编辑和专家团队的商讨,《环球科学》初步挑选出了30条候选新闻,接受网友的点评和投票。  1、超光速粒子挑战爱因斯坦相对论  9月23日,欧洲核子研究中心

2016年中国、世界十大科技进展新闻揭晓

   由中国科学院、中国工程院主办,中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办,中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2016年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻,2016年12月31日在京揭晓。  入选新闻囊括了一年来最重要的科学发现和技术突破。  入选的2016年中国十大

深圳大学发3篇Science及Nature,综合排名首次进入全球500强

  在2019年,深圳大学获得345项国家自然科学基金的资助,资助总额度达到1.47亿,进入了全国20强。另外,对于全球高校综合排名,深圳大学首次跨入全球500强(点击阅读)。深圳大学正在不断崛起,在2019年(截至2019年8月23日),深圳大学发表了2篇Science,1篇Nature:  20

2016全球最受公众关注的科学成果

  中国科学院科技战略咨询研究院战略情报研究所研制的“2016全球最受公众关注的科学成果”,通过计量统计遴选出天文学与天体物理[1]、物理学、化学、地球科学、生命科学这五个学科中受到科技界热切关注的科学成果,及中国研究者参与的每个学科TOP30受公众关注的科学成果,为科技工作者把握最新的科学研究热点

隐藏在这幅画中的17个不同的物理世界

   在不同尺度上,物理世界遵循着不同的规律。描述微观量子世界的定律,与描述宏观物体的定律有着本质的区别。然而,任何随着尺度的变化必然是连续的,物理学中看似截然分立的领域,实则具有丰富的联系。  《尺度,法则和生命》这幅画,正是通过17个地位显著的公式,描绘了物理学不同领域的联系

最新研究为化学自组装研究贴上“中国标签”

催组装与自组装对比示意图。如果把组装类比为在一条河上建桥,传统自组装效率低、耗时长,在催组剂的帮助下,浮桥可快速建立起来。 课题组供图  编者按  2005年美国《科学》杂志在纪念该刊创办125周年之际,提出了21世纪100个重要科学问题和25个重大科学问题,其中唯一与化学直接相关的重大科学问题是:

《科学》评出2012年十大突破

                      2012年,科学界充满着泪水。83岁的希格斯热泪盈眶,在他预言存在“上帝粒子”40多年之后,科学家们发现了它,这历史性的一天“能发生在我的有生之年,简直难以置信”。  与此同时,科学界也充满欢乐。“轮子!这是轮子!”“好奇”号火星车在红色星

2017年5月HIV研究亮点进展

  人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus, HIV),即艾滋病(AIDS,获得性免疫缺陷综合征)病毒,是造成人类免疫系统缺陷的一种病毒。1983年,HIV在美国首次发现。它是一种感染人类免疫系统细胞的慢病毒(lentivirus),属逆转录病毒的一种。  IV通

2011分析测试行业精彩回顾

  2011岁末网友们盘点了很多热词,比如:控/hold住、伤不起、起云剂、虎妈、政务微博、北京精神、走转改、微电影、加名税、淘宝体、云电视等新词汇。媒体也评出了日本地震、康菲溢油、南方先旱后涝的极端天气、7.23动车事故、小悦悦与路人、校车事件、郭美美与红十字会、建党90周年、‘十二五’开局、天宫

中国科学技术大学发表10篇CNS,全球学术排名表现出色

Science:中国科学技术大学在量子力学再取新突破  实现对量子系统的调控是人类认识并利用微观世界规律的必然诉求,也是诸多前沿科学领域的核心要素。自旋作为一种重要的量子调控研究体系,在世界各国的量子计划中均被列为重点研究对象。开展单自旋量子调控研究有助于人们在更深层次上认识量子物理的基础科学问题,

第十届中科院杰出青年终评推荐人选公示

  根据《关于评选第十届“中国科学院杰出青年”的通知》(科发京党字〔2009〕128号)文件规定,第十届中国科学院杰出青年评选程序性评审工作已于2010年1月11日进行,评选领导小组办公室按照有关文件要求及评选程序邀请相关人员对上报材料进行了认真的审阅,并选出了30位候选人进入最终的评选。   现

2015国际十大科技新闻

  科技是一种迷人的信仰。理论的改写、技术的更迭,都让我们更深地理解世界,更好地改变世界。2015年的国际十大科技新闻,有对基础物理的求索,对宇宙深空的探测,对人脑功能的发掘,也有对争议性技术的讨论,对气候变化的思考……而最让我们欣喜的是,今年的国际“十大”,有了更多来自中国的消息。  1.中科大首

刘昌孝:认识SARS-CoV-2,抗病新药研发策略该从“何”说起

  过去100年发生的多起事件让世人密切关注未来发生传染病大流行的风险。2018年是1918年流感流行的100周年,估计有数千万人死于100年前那次流感。现在拥有比一个世纪前更好的干预措施,季节性流感疫苗,但不一定完全有效预防。每年需要接种或选择接种的人所占比例较小。世界上还有抗生素可以帮助治疗细菌

国内首台超快扫描隧道显微镜问世 实现飞秒级时间分辨

  近日,北京大学物理学院量子材料科学中心江颖教授团队及其合作者研制出国内首台超快扫描隧道显微镜(Scanning Tunneling Microscope,STM),实现了飞秒级时间分辨和原子级空间分辨,并捕捉到金属氧化物表面单个极化子的非平衡动力学行为,该工作于5月19日发表在物理领域顶级期刊《

美媒盘点未获诺奖的十位顶尖物理学家

  美国《科学新闻》双周刊网站10月7日发表题为《10名未获得诺贝尔奖的顶尖物理学家》的报道称,预测哪些人不会获得诺贝尔奖可能更加容易,因为他们已经离开人世了。还有一些人仍然活着并且应当获奖,但他们未能得奖可能是因为那些诺奖评委们似乎不怎么喜欢理论物理学家。   10.约翰·巴考尔   巴考尔在

中科院发布改革开放四十年40项标志性重大科技成果

  12月19日,中国科学院发布改革开放四十年40项标志性重大科技成果。  中科院以“三个面向”为线索,在系统梳理改革开放40年来广大科研人员取得的众多重大科技成果基础上,发布面向世界科技前沿成果15项、面向国家重大需求成果15项、面向国民经济主战场成果10项。  习近平总书记在庆祝改革开放40周年

冷镱原子精密光谱的研究进展

20 世纪末,科学家们利用激光实现了原子的冷却和囚禁,并因此荣获1997 年诺贝尔物理学奖。将冷原子应用于光谱测量可极大提高光谱的精度和分辨率,非常适合用来精确研究原子的内部结构和物理性质,检验基础物理规律和探索新的物理。一方面,原子经过激光冷却后运动速度减小,可冷却至μK、nK甚至pK的温度,原子

冷镱原子精密光谱的研究进展

  1 引言  20 世纪末,科学家们利用激光实现了原子的冷却和囚禁,并因此荣获1997 年诺贝尔物理学奖。将冷原子应用于光谱测量可极大提高光谱的精度和分辨率,非常适合用来精确研究原子的内部结构和物理性质,检验基础物理规律和探索新的物理。一方面,原子经过激光冷却后运动速度减小,可冷却至μK、nK甚至

2019年中国学者发表CNS统计,谁是CNS发表之王?

  物理与材料学领域  【1】2019年12月11日,中科院物理所张余洋、丁洪及高鸿钧共同通讯在Science 在线发表题为“Nearly quantized conductance plateau of vortex zero mode in an iron-based superconducto

2018年全球十大新兴技术大盘点

  在不久的将来,技术革新将如何改变我们的生活?  人工智能将大幅提升新药物和新材料的开发速度;新型诊断工具将打造更先进的个性化医疗;从日常任务到工业生产,增强现实将走进生活的方方面面,将大量信息和动画覆盖于真实世界之上;如果你生病了,医生将可以在你体内植入活细胞,用这些“药物工厂”为你治病;你将会

2019年,全球科学成果突破层出不穷

图① DNA具有持久性和存储海量信息的能力,现在研究人员发现了一种前所未有的方式,可利用其持久性进行存储。图② 生物科普试验载荷传回的照片显示,棉花的种子有发芽的迹象。新华社发图③ 英特尔公司Pohoiki Beach芯片系统。图④ 《科学》杂志封面刊登了由水凝胶3D打印而成的肺气囊模型。图⑤ 五夸

一文了解2019科技大事件

   科技改变生活。这一年,各国科学家又让科学的脚步再次向前迈进。棉花种子在月球发出第一株嫩芽,室温下气态二氧化碳首次转化为碳电池,最轻中微子的质量被算出,3D打印出会呼吸的人体器官……尽管这其中的具体原理有些高深莫测、晦涩难懂,但不得不说,它们刷新了我们的认知,而这些发现,也正在或终将切切实实地影

自行设计研制 科学出奇制胜

自行设计研制 科学出奇制胜——中科院科学仪器研制悄然潜行 中国仪器仪表问题系列报道(之七) 重大突破来自技术的创新 最近几年,越来越多的中国科学家应邀在国际会议上作特邀报告或为专业核心刊物撰写综述文章。这样的“殊遇”与“殊荣”虽然离诺贝尔奖还有某种程度的距离,但对于科学家而言,无疑已得

2017年5月Science期刊不得不看的亮点研究

  5月份即将结束了,5月份Science期刊又有哪些亮点研究值得学习呢?小编对此进行了整理,与各位分享。  1.Science:重磅!开发出延缓癌细胞生长的新方法  doi:10.1126/science.aai9372  癌症是一种非常复杂的疾病,但是它的定义是相当简单的:细胞发生异常和不受控制

美科学家设计出零摩擦量子发动机 可达最大极限效率

  在真实的物理过程中,只要做功总会有能量损失,这部分能量损失是由于摩擦造成,特别是在机械运动中。但在一项最新研究中,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和英国皇后大学的物理学家设计出一种以零摩擦运转的发动机,利用某种量子捷径的优势来做功。设计以最大极限功率运转的最大效率发动机是工程领域的一个重要目标,本研究

6月24日《自然》杂志精选

 封面故事: 具有高唤回效率的量子记忆体  存取由光脉冲传输的量子信息的能力对于量子通信网络的建设必不可少。以前报道的量子记忆体(以原子蒸气为存储媒介)的唤回效率不到17%。现在Morgan Hedges及其同事介绍了一种低噪音固态量子记忆体,在其中,信息存储在一

大爆发!中国学者同时发6篇Nature

  最近几年,随着国内科研水平的提高,中国基础科学研究进步显著,在很多领域都取得了非常多的研究成果,在国际顶尖学术期刊上中国科学家发表的高水平学术论文也越来越多,包括著名的Nature、Science、Cell等学术期刊。  2019年开年,国内高校和科研机构三大期刊发文表现依然优异。2月28日(今