研究显示:光学离心机揭示超流体秘密
不列颠哥伦比亚大学物理学家在《物理评论快报》上发表了里程碑式的实验成果:首次利用专门设计的光学离心机技术,在液氦纳米液滴的超流体环境中实现了对溶解分子旋转的精确操控。这一技术突破填补了量子流体力学实验方法的长期空白,使科学家首次能直接探测分子在无摩擦量子液体中的独特动力学行为。超流体是量子力学在宏观尺度上最壮观的展示。当液氦-4冷却至2.17开尔文以下(兰姆达点),巨量原子同时凝聚到单一量子基态,液体以完全无粘性的方式流动,可以爬上容器壁、通过原子级狭缝而毫无阻力。尽管本身无粘度,超流体仍可作为量子溶剂容纳外来分子,这提出了一个深刻且难以实验的问题:在零粘度的量子环境中,传统流体动力学描述是否完全失效?Valery Milner副教授(UBC物理与天文学系)用简洁的类比解释了分子在流体中旋转的挑战:溶解分子与周围流体原子或分子的相互作用,实际上使它们变得更大,越来越难以旋转。想象滚雪球的过程——小的时候移动毫不费力,但随着更多雪......阅读全文
研究显示:光学离心机揭示超流体秘密
不列颠哥伦比亚大学物理学家在《物理评论快报》上发表了里程碑式的实验成果:首次利用专门设计的光学离心机技术,在液氦纳米液滴的超流体环境中实现了对溶解分子旋转的精确操控。这一技术突破填补了量子流体力学实验方法的长期空白,使科学家首次能直接探测分子在无摩擦量子液体中的独特动力学行为。超流体是量子力学在宏观
中科大首次在玻色费米双超流体中观测到量子涡旋晶格
近日,中国科学技术大学潘建伟及其同事陈宇翱、姚星灿等在国际上首次实现了一种全新的量子物态——质量不平衡的玻色-费米双超流体,并在该双超流体中成功地产生和观测到玻色-费米量子涡旋晶格。这一实验发现开辟了超冷原子领域全新的研究方向,为理解复杂宏观量子现象提供了一种独特的研究手段。该成果发表在9月27
超流体的概念和典型物质
超流体是一种物质状态,特点是完全缺乏黏性。如果将超流体放置于环状的容器中,由于没有摩擦力,它可以永无止尽地流动。例如液态氦在2.17 K以下时,内摩擦系数变为零,液态氦可以流过半径为十的负五次方厘米的小孔或毛细管,这种现象叫做超流现象(Superfluidity),这种液体叫做超流体(Superfl
“量子龙卷风”推开黑洞研究之门
原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/519422.shtm 用于黑洞研究的实验装置。图片来源:美国科学促进会优瑞科网站英国科学家首次创造了一个新颖的实验平台,即“量子龙卷风”。它能模拟超流体氦中的黑洞,使研究人员能更详细地观察类似黑洞
“量子龙卷风”推开黑洞研究之门
用于黑洞研究的实验装置英国科学家首次创造了一个新颖的实验平台,即“量子龙卷风”。它能模拟超流体氦中的黑洞,使研究人员能更详细地观察类似黑洞的行为以及与周围环境的相互作用。通过对超流体氦表面微波动力学的观察,研究人员认为,这些“量子龙卷风”模拟了旋转黑洞附近的引力条件。这项研究20日发表在《自然》杂志
氢纳米团簇“超流体”现象首获观测
氢纳米团簇展示了“超流体”特性(艺术图)。图片来源:日本理化学研究所 科技日报北京2月25日电(记者刘霞)一个国际科研团队首次在实验环境中观察到低温条件下氢纳米团簇展示出“超流体”特性,这意味着氢原子能够在没有阻力的情况下流动。在此之前,这种量子状态仅在氦中被观测到。详细成果发表在最新一期《科学进
研究实现保真度超99.9%的量子门操控
中国科学技术大学郭光灿院士团队教授郭国平、李海欧与本源量子等合作,在锗硅异质结结构半导体量子点体系中实现了保真度超过99.9%的几何量子门操作,为构建大规模容错量子计算处理器提供了关键技术。8月26日,研究成果在线发表于《自然-通讯》。半导体量子点凭借其兼容成熟半导体制造工艺的可集成性,已成为实现可
中外学者“超快操控”硅基自旋量子比特
中国科学技术大学郭光灿院士团队郭国平教授、李海欧研究员近期与国内外学者合作,实现了硅基自旋量子比特的超快操控,其自旋翻转速率超过540兆赫,是目前国际上已报道的最高值。相关成果日前在线发表于《自然-通讯》。 硅基半导体自旋量子比特是量子计算研究的核心方向之一,其具有长量
中外学者“超快操控”硅基自旋量子比特
中国科学技术大学郭光灿院士团队郭国平教授、李海欧研究员近期与国内外学者合作,实现了硅基自旋量子比特的超快操控,其自旋翻转速率超过540兆赫,是目前国际上已报道的最高值。相关成果日前在线发表于《自然-通讯》。 硅基半导体自旋量子比特是量子计算研究的核心方向之一,其具有长量
我所实现胶体量子点自旋的室温超快相干操控
近日,我所光电材料动力学研究组(1121组)吴凯丰研究员团队在量子点自旋光物理研究中取得重要进展,率先实现了室温下对低成本溶液法制备的胶体量子点的自旋相干操控。这一成果在量子信息科学、超快光学相干操控等领域具有重要意义。 量子信息技术是指以微观粒子(或准粒子)的量子态表示信息,并利用量子力学原理
超流体的主要应用介绍
超流体其中一个重要的应用是稀释制冷机 (Dilution refrigerator)。超流氦-4已成功用作化学领域光谱分析技术的量子溶剂。在超流氦滴光谱分析 (SHeDS) 中,单个分子溶于超流介质之中,使之有有效的旋转自由度,如同在气态之中。这引起了对气体分子研究的极大兴趣。超流体亦用于高精度仪器
我国科学家量子模拟研究取得重大突破
近日,中国科学技术大学潘建伟院士团队等与澳大利亚科研团队合作,首次在处于强相互作用极限下的费米超流体中观测到了熵波衰减的临界发散行为,揭示了该体系存在着一个可观的相变临界区,并获得了热导率与粘滞系数等重要的输运系数。 该项工作为理解强相互作用费米体系的量子输运现象提供了重要的实验信息,是利用
碳纳米管膜形成超流体的过程介绍
于量子液体低于某临界转变温度会形成超流态。比如氦最丰富的同位素,氦-4,在低于 2.17 K(−270.98°C) 时便会变成超流体。氦-4形成超流态的相变称为Lambda相变(Lambda transition),因它的比热容对温度曲线形状如同希腊字母“λ”一样。凝聚态物理学中一些相近的相变亦因而
我国实现硅基半导体自旋量子比特的超快操控
中新社合肥1月13日电 (张俊 张梦怡)记者13日从中国科学技术大学郭光灿院士团队获悉,该科研团队实现硅基半导体自旋量子比特的超快操控,其自旋翻转速率超过540MHz,是目前国际上已报道的最高值。研究成果11日在线发表在国际知名期刊《自然·通讯》上。 量子计算在原理上可通过特定算法,在一些具有重
超流氦理论获证实,为量子化涡流理论模型提供关键证据
超流体是现代物理学研究中一个令人着迷的话题。超流体受量子力学控制并以其无摩擦流动而闻名,其不寻常的特性和深远的应用引起了科学家的兴趣。美国佛罗里达州立大学工程学院研究人员日前在研究涡流如何在量子流体中运动方面取得了里程碑式的突破性成果。他们对超流氦中涡环运动的研究发表在《自然·通讯》上,为支持最
微流体操控之循环进样
在细胞培养或器官培养中了在微流控芯片内模拟生物体内环境,除了温度、湿度和酸碱度等条件之外,还需要模拟生物体内如血液循环之类的流体流动,尽可能的为细胞提供与在生物体内一致的培养环境,同时,在流体循环过程中,也方便收集细胞产物。此外,在做一些微流体的过滤实验时,也需要进行流体循环,如使用全血过滤膜滤除全
微流体操控之序列进样
在细胞灌流式培养应用中,需要将多种试剂连续不断的输送至细胞培养腔或反应器中,其中涉及到的多种试剂的连续进样被称为序列进样。序列进样操作繁琐,手动操作时会存在巨大的时间与成本(尤其在使用珍贵试剂时)问题,所以科研人员更加倾向于选择一种全自动或人工参与极少的系统来辅助完成序列进样。通常,可使用以下两种方
超流氦理论终获证实
原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/7/505039.shtm超流氦中的模拟涡环结构。图片来源:佛罗里达州立大学超流体是现代物理学研究中一个令人着迷的话题。超流体受量子力学控制并以其无摩擦流动而闻名,其不寻常的特性和深远的应用引起了科学家的兴趣。
科学家在量子气体中观察到“第二声”
证实了70年前朗道提出的温度波理论 “第二声”也叫温度波或熵波,是一种量子力学现象,目前只在超流液氦中才能观察到。据物理学家组织网5月16日(北京时间)报道,最近,奥地利因斯布鲁克大学和意大利特兰托大学物理学家合作实验,在量子气体中也观察到了这种温度波的传播,证实了列夫·朗道70年前假设的
超流领域获得里程碑式突破
超流是一种宏观范围内的量子效应。由于玻色—爱因斯坦凝聚,氦原子形成一个“抱团很紧”的集体,超流正是这种“抱团”现象的具体表现。物理学界对超流、量子涡旋的研究持续了近一个世纪,超冷原子凝聚的发展为此领域的研究提供了极具可操控性的理想平台,与此相关的研究成果曾7次获得诺贝尔物理学奖。 中国科大潘
溶液内“操控”量子自旋?中国科学家率先做到!
量子,来源于拉丁语的quantus,意为“有多少”。一个物理量如果有最小的单元而不可连续的分割,就说这个物理量是量子化的。通俗来说,量子是能表现出某物质或物理量特性的最小单元。 自普朗克提出这一概念以来,绝大多数物理学家将量子力学视为理解和描述自然的基本理论,量子也因其“神秘性”成为微观世界探索
中国科研团队实现硅基半导体自旋量子比特的超快操控
记者13日从中国科学技术大学郭光灿院士团队获悉,该科研团队实现硅基半导体自旋量子比特的超快操控,其自旋翻转速率超过540MHz,是目前国际上已报道的最高值。研究成果11日在线发表在国际知名期刊《自然·通讯》上。 量子计算在原理上可通过特定算法,在一些具有重大社会和经济价值的问题方面获得比经典计
基于量子限域离子超流体的神经信号传输过程
传统的Hodgkin-Huxley模型认为,神经信号传输是通过动作电位沿着神经元轴突进行传播,动作电位是由K+/Na+在Na/K泵的离子扩散产生的,而其余大部分Na/K泵是静止的。这种离子流体是熵驱动的无序流体,离子扩散过程需要消耗大量能量,类似于多米诺骨牌效应,传播速度相对较慢(~1 m/s)
原子—光子量子操控研究获得进展
华东师大物理系系主任、精密光谱科学与技术国家重点实验室长江学者张卫平领衔的研究团队,在原子—光子量子操控领域取得重要的实验研究进展,最新成果日前发表在美国物理学会杂志《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。 该实验研究表明,利用基于拉曼
《自然·材料》:“时间晶体”相互作用首次发现
一个国际科研团队在最新一期《自然·材料》杂志撰文称,他们首次观察到了“时间晶体”的相互作用。最新研究有望促进量子信息处理技术的发展,改善当前的原子钟技术,提高陀螺仪以及依赖原子钟的系统(如GPS)的性能。 时间晶体是一种物质态,不同于金属或岩石等标准晶体,后者由原子以规则的重复模式排列而成。2
中国科大在自旋轨道耦合体系研究中取得进展
中国科学技术大学教授潘建伟及其同事陈帅、邓友金等在超冷原子量子模拟领域取得新进展。他们在超冷铷原子形成的自旋-轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体系中,首次在实验上精确测量了该体系完整的激发谱特性,发现并深入研究了该激发谱中“旋子-声子”结构的性质。该实验除进一步揭示了自旋-轨道耦合体系超流性质外,更为
美国实验室创造“负质量超流体”,助力探秘暗物质
17日出版的《物理评论快报》杂志刊登了一项重要成果:美国华盛顿州立大学在实验室成功制成一种具有负质量的超流体,当推动它时,它不会像普通物体那样向前加速,而是向后运动。这一研究成果为探秘中子星、黑洞与暗物质等宇宙现象,提供了全新实验工具。 理论研究已经证实,像电荷有正负之分一样,物质也有负质量。
旋转粘度计粘度是流体物质的一种物理特性
旋转粘度计用于测量石油、油脂、油漆、油墨、浆料、食品、药物、涂料、化妆品等各种流体的粘度。旋转粘度计是纺织、化工、石油、机电、医药、食品、轻工、建筑等行业以及大专院校、科研单位、军工部门的实验室必备仪器,尤其被纺织、油墨系统指定为粘度测量的专用仪器。粘度是流体物质的一种物理特性,它反映流体受外力作用
超流体的研究和特性
当接近绝对零度时,部分液体会转变成另一种的液体状态名为超流体,它的特点是黏度值是零(有无限的流动性),超流动性是其最具特征的基本性质。科学家在1937年发现,将氦冷却到低于λ温度(2.17K)便形成超流体。此时,氦气可以在容器中不断流动,并可对抗地心吸力。氦-4为了找寻自己的定位会在容器上缓慢地流动
超流体的研究和特性
当接近绝对零度时,部分液体会转变成另一种的液体状态名为超流体,它的特点是黏度值是零(有无限的流动性),超流动性是其最具特征的基本性质。科学家在1937年发现,将氦冷却到低于λ温度(2.17K)便形成超流体。此时,氦气可以在容器中不断流动,并可对抗地心吸力。氦-4为了找寻自己的定位会在容器上缓慢地流动