一个探索粒子和宇宙的实验室(二)

<正>站在前沿科学的研究团队在交大物理楼里,拥有凝聚态物理研究所、粒子物理宇宙学研究所、激光等离子体教部重点实验室等科研实验中心。实验中心的建设关键是要有一支强大的团队,现在这个粒子物理宇宙学实验中心团队中有位两院院士、2位国家"千人计划"特聘专家、2位"长江学者奖励计划"教授、4位国家杰出青年科学基金获得者。这个科研团队研究的,是世界上最极端的两个世界——最微观的粒子世界和最宏观的宇宙演变。过去高校里研究     

未来的宇宙飞船

在2195年的一个清晨,上班途中,你驾驶着宇宙飞船,穿梭于太空中……这是梦吗?对未来的交通工具,你想象过吗?对未来的宇宙飞船,你又有怎样的设想呢?有没有想过量子飞船、光子飞船、原子能飞船、太阳帆飞船、等离子体飞船……太阳帆飞船是麦克斯韦提出的预言,它以太阳的压力为动力,太阳光线就好像“宇宙风”一样,推动着宇宙飞船的“船帆”而使飞船前进。自从方向性极强的激光问世以后,科学家们又预言:激光会成为未来宇宙飞船的动力。如果太阳光线能够给宇宙空间里自由飘荡的物体加速的话,那么,激光这样强大的辐射光束也完全能够给宇宙飞船加速…     

王贻芳：打开微观通道 认识物质世界

正有科学家曾预言,空间、时间和物质,是人类认识的错觉。微观世界充满了神秘莫测和无限可能,也让无数科学家为之憧憬。然而,认识物质、探索宇宙,这些研究并不为公众所理解,他们又是那一群孤独的科学家。王贻芳所从事的中微子及粒子物理研究,探索物质世界的基本规律。因不产生直接的经济效益,他常常被人质疑"到底有什么用?"他总会无奈地回答"没什么用"。     

黑洞不“黑”

<正>斯蒂芬·霍金的黑洞理论为宇宙中最致密的天体提供了一种可能性的解释,但是日前这位大科学家在其作品中提到,宇宙中没有"黑洞",只有"灰洞"。该理论来源于一篇名为《黑洞的信息保存与气象预报》的论文,是霍金对黑洞的研究新成果之一,他认为黑洞其实是一个拥有极端物理环境的"灰色地带",质能进入黑洞中后还会"回到"宇宙中,我们以前对黑洞的边界理论认识是有待改善的,黑洞或许不会永久性地保存质能信息,它在某个时候会"释放"。     

巧妙的实验设计“捕获”马约拉纳费米子(一)——记上海交大领衔的科研团队成功捕获马约拉纳费米子的重大成果

<正>今年1月,央视报道了2016年中国科学家取得的三项成果,其中一项为交大学者研究的"捕捉神秘马约拉纳费米子"。马约拉纳费米子,科学家们已经潜心追踪了80年。在上海交通大学的一所实验室里,物理与天文系教授贾金锋(图1)正带领他的团队研究这种神奇的粒子。温度一点点提高,磁场逐步改变,贾金锋教授要随时追踪马约拉纳费米子的状态。8个月前,贾金锋     

“幽灵粒子”:超越粒子物理标准模型

<正>1930年,奥地利物理学家泡利预言,宇宙中可能存在一种"永远找不到"的粒子。它呈电中性,且质量很小,运动速度接近光速,泡利将它命名为"中微子"。从预言开始,中微子就蒙着一层神秘的面纱,科学家将这种几乎不与其他物质发生相互作用的粒子戏称为"幽灵粒子"。中微子的"任性"和"高冷"引起不少科学家的极大兴趣,他们将其视为物质世界的"bug",或许通过它能够探寻尚未揭开的自然之谜。     

物理教学中的美育问题

目前物理教学中的美育问题已经引起重视，本文拟对三方面的问题做些探讨。一、物理美的基本特征1．物理美是物理学家在自由创造的科学劳动中产生的在物理学发展的过程中，科学家们面对大到宇宙小到微观粒子的物质世界和复杂的令人眩晕的自然现象，通过自己艰苦的科学劳动，创立了物理学，发现了物质世界井然有序的结构和运动规律．在创造科学理论的过程中科学家意识到自身的力量，欣赏自己通过艰苦努力获得的科学成果，而产生美感，这是物理美的本源．1物理美是理性美从人对事物的反映水平可将美分为两个层次：即事物外在感性形式呈现的美和…     

人类首次直接探测到引力波

2016年2月21日,美国科研人员宣布,他们利用激光干涉引力波天文台(LIGO)探测到了引力波。这是人类首次直接探测到引力波,这一发现验证了科学巨匠爱因斯坦100年前的预言。引力波是一种以光速传播的时空波动,如同石头丢进水里产生的波纹一样,引力波被科学家形象地称为宇宙中的"时空涟漪"。早在1915年—1916年,爱因斯坦的广义相对论     

脑子不够用,出去跑两圈

正科学家发现奇特的"钻石行星",表面布满了钻石和石墨,地球上昂贵的钻石其实在宇宙中是非常平淡无奇的物质,因为其本质就是碳的同素异形体。美国科学家宣布世界首例人造生命——完全由人造基因控制的单细胞细菌诞生,并将它命名为"人造儿"。这项具有里程碑意义的实验表明,新的生命体可以在实验室里"被创造",而不一定要通"进化"来完成。     

威力惊人的黑洞武器

2001年1月,英国圣安德鲁大学著名理论物理科学家乌尔夫·利昂哈特郑重宣布,他和其他英国科研人员将在实验室中制造出一个黑洞,当时没有人对此感到惊讶。然而俄《真理报》日前披露俄罗斯科学家的预言:黑洞不仅可以在实验室中制造出来,而且50年后,具有巨大能量的"黑洞炸弹"将使如今人类谈虎色变的"原子     

世界第一个人造黑洞在中国诞生

<正>在宇宙中,黑洞(图1)吞噬万物(图2),甚至包括光。人们乐意议论这种天体,因为它神秘、"性情"怪异:它身处宇宙最幽暗的地方,没有人能直接观测到它,而靠近它的任何物质,都会被无情地拖曳到它的深渊里,小行星、星尘、光波、时间,无一例外。人们对黑洞这种天体感到好奇,但绝不会希望有任何一个黑洞接近自己,或我们的星球。然而现在却有一些科学家在自己的实验室里造出了"黑洞",一个"迷你"黑洞。     

物理量极限原理

根据众所周知的物理实验和物理理论,提出物理量极限原理:在我们的宇宙里,任何描述物理状态或 物理过程的物理量都具有有限值;任何具有物理意义的物理量都必须是非发散的.     

模型与建模：国际物理教育新视点

上世纪80年代以来,西方发达国家的物理教育研究者们建立了以物理建模为核心的物理教学理论体系.物理建模教学是以学生为中心的科学探究教学理论,旨在提高全体学生的物理学习效率.物理建模教学认为学生学习物理的过程就是物理建模的过程,并把物理建模过程分为模型发展和模型运用两个阶段.我国物理教育工作者应当借鉴物理建模教学,发展对"科学探究"连贯性,一致性的理解,加强"原始物理问题"与新课教学的整合,在物理教学过程中模拟科学家的科学探究活动.     

原子激光实验取得成功 爱因斯坦又一预言得到证实

原子激光实验取得成功爱因斯坦又一预言得到证实美国科学家宣称，他们的原子激光振荡实验已获得成功．一般人熟悉的光激光是放出相位一致的单色光，而原子激光是在超低温条件下放出特殊物理状态的原子．由于它可以进行细微的加工，未来用途十分广泛，如应用于计算机芯片制...     

太空动物园

你想去太空游玩甚至生活吗?或许在不久的将来你的梦想就能实现,因为动物们已经充当了人类进军太空的先锋部队——科学家们开始了宇宙动物学的研究,在宇宙飞船上建立了动物实验室,并美其名曰“太空动物园”。 目前在太空动物园里旅居的都是中小型动物,如青蛙、兔子、猫、狗、猴、鸡、龟类和蜂类等,苍蝇和老鼠也成了太空的     

强场物理及其研究内容

简要回顾了激光技术的发展和由此产生的一门新兴的学科——强场物理;重点介绍了强场物理的概念以及强场物理研究中产生的新奇物理现象;最后归纳总结出了强场物理研究的特点及其研究方法.     

还原宇宙初生时的本来模样

今年4月18日,从正在佛罗里达州坦帕市举行的美国物理学会会议上传来一个惊人的消息,美国能源部下属的布鲁克海文国家实验室的科学家宣布,他们利用相对论重离子对撞机(RHIC)制造出了"夸克-胶子等离子体"。这是一种全新的物质形态,曾广泛存在于宇宙诞生后的百万分之几秒中。这些科学家提出,对粒子碰撞的最新研究结果表明,在宇宙诞生的最初百万分之一秒,宇宙可能是液态状的,而不是像过去所认为的那样是炽热的气态状。     

2010年十大科学发现（二）

2．物质比反物质多1％：美国费米国家实验室的Tevatron加速器在碰撞实验中发现,中性B介子衰变后的产物似乎存在一种不对称性．传统的粒子物理学理论认为,宇宙大爆炸应该产生了等量的物质和反物质,但二者相遇的瞬间就会一起湮灭,而事实是目前的世界由物质组成,反物质却不知所踪．直到今年,费米实验室的科学家发现,     

我们的祖先究竟是谁

“科学界的奥斯卡奖”——《科学》杂志评选的2002年度世界科学十大科技突破正式揭晓。这十项科学突破依次是:“小核糖核酸”研究取得重要进展;太阳中微子的“失踪”之谜揭开;基因组学研究开始为全球谋福利;科学家观测到“婴儿期”的宇宙;研究者利用阿秒激光成功观测到电子运动;科学家找到对“温度”和“化合物”都敏感的蛋白质;首次获得完整细胞器的三维照片;利用“自适应光学”技术,天文学家获得更为清晰的宇宙图像;在哺乳动物的视网膜中发现全新感光细胞;     

设计美妙“引力波” 捕捉课堂心跳

<正>2016年2月,美国科学家宣布,他们通过LIGO(激光干涉引力波天文台)首次直接探测到"引力波",这是全球科学家历经四十年寂寞的等待,才捕捉到的一个源于宇宙深处的、久远而微弱的信号,被誉为"宇宙的心跳"。平静的水池里丢进一颗石头,会产生波(时空扭曲),石头越大,波纹越大(时空扭曲越严重),如果这个石头还会"旋转、跳跃",这种波就会向外传递,甚至起伏、震荡。我们的