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2026年9月30日 星期三

日學者:水星形成約46億年 半徑縮水逾10公里

 日本北海道大學的研究團隊表示,水星在46億年前形成至今,內部經過冷卻後,其半徑縮水超過10公里。

日本時事通信社9月10日報道,研究團隊在美國《地球物理研究通訊》(Geophysical Research Letters)發表的報告指,目前水星的半徑在大約2440公里,而根據美國太空探測器「信使號」(Messenger)等觀測結果證實,水星表面因為地面收縮,而存在大量像皺紋的地形。


圖為水星的表面照片,箭頭所指的位置是「皺紋」收縮地形。(北海道大學 圖片)

研究人員過往曾嘗試透過有關地形的長度等數據,以推算水星收縮幅度,但這些地形分布並不均勻,因此過去的估算或低於實際的收縮程度。

北海道大學博士後研究員西山學利用新方法,專注於水星的「皺紋」形成後,可能因為受到隕石撞擊形成隕石坑,或遭熔岩噴發等作用覆蓋而消失。研究團隊於是將隕石撞擊等因素造成的水星表面凹凸程度,亦就是表面粗糙度量化,再與收縮地形的分布進行比較。

結果發現,在隕石坑附近等表面粗糙度較高的區域,觀測到的收縮地形較少。研究團隊將這項因素納入修正後推算,水星自形成以來半徑實際縮小近12公里。

原文網址: 日學者:水星形成約46億年 半徑縮水逾10公里 | 香港01 https://www.hk01.com/article/60389159?utm_source=01articlecopy&utm_medium=referral


2026年8月28日 星期五

太陽前所未有的清晰:迄今最詳細的觀測影像曝光

英國與歐洲廣泛地區即將迎來近30年來最壯觀的一次日偏食,部分地區民眾更將可觀賞日食最震撼的景象:日全食。

預計數以百萬計的人星期三(8月12日)傍晚將聚集在西班牙北部和冰島西岸,希望晴朗的天空能讓他們見證這場令人嘆為觀止的天文現象,屆時太陽、月球和地球將在太空中排列成一直線。

而在這次日食來臨之際,美國科學家發表了最新的太陽望遠鏡觀測影像,帶來這顆恆星歷來最清晰、壯觀的影像。

BBC科學記者維多利亞·吉爾(Victoria Gill)報導,這些影像還有望讓科學家朝著實現預測「太空天氣」邁進一步。

科學家利用全球最強大的太陽望遠鏡,以前所未有的細節拍攝到太陽表面。影像和影片顯示出過去無法觀測到的活動「漩渦」。

這些現象源於太陽磁場受到高溫氣體運動的扭曲和帶動。

這種持續的旋轉,是推動太陽能量爆發的力量來源,形成所謂的「太空天氣」。太空天氣可能擾亂地球的電網和衛星,甚至傷害太空人。

美國國家太陽天文台(NSO)的大衛·博博爾茨博士(Dr David Boboltz)解釋說:「太陽是這些能量以及所有太空天氣的來源。」

2026年7月7日 星期二

科大學者榮獲裘槎前瞻科研大獎2026

 香港科技大學(科大)物理學系助理教授王珏教授,憑藉其在實驗凝聚態物理領域的突破性研究,榮獲2026 年「裘槎麥德華前瞻科研大獎」。王教授的研究利用極短光脈衝,在超薄材料與器件中創造並精準控制量子態,為未來電子、光電與資訊科技發展帶來變革性的潛力。

王教授將獲得裘槎基金會撥款港幣500萬元,以資助其開創性的前沿研究。「裘槎前瞻科研大獎」是基金會的最高榮譽之一,旨在表彰香港最具潛質的年輕科學家,支持他們在其專業領域取得重大突破。

以光控制量子世界
王教授的研究聚焦於原子級超薄器件,這些器件由僅數層原子組成的超薄材料製成。儘管該領域的大部分研究都集中於穩定、靜態條件下的材料,他則致力探索當系統在超短光脈衝激發下而處於偏離平衡狀態時可能湧現的「隱藏」量子態。

透過結合超快光譜學、量子器件工程及低溫實驗技術,王教授探索多種光誘發的全新物理現象,如超導性、磁性與其他集體量子效應。相關研究有望為新一代電子產品、創新的資訊處理方法,以及能在極端環境下運行的裝置奠定基礎。

獎項為科研帶來「天使投資」
他表示:「對於能獲得『裘槎前瞻科研大獎』,我深感榮幸。在得悉獲獎的消息時,我感到難以置信,這份殊榮對我來說意義非凡。奬金猶如一筆『天使投資』,讓我能夠開展全新的實驗平台,並朝更具前瞻性的科研方向進行探索。」

開拓量子研究前沿
王教授是專注於研究低維材料與強關聯現象的實驗物理學家,他於哥倫比亞大學取得博士學位,並曾在哈佛大學量子研究院任職博士後研究員。他的研究團隊運用超快雷射、納米製程技術,以及低至毫開爾文的超低溫稀釋製冷系統,來研究新型量子物質。通過研究在非平衡態下受激發的材料性質,其團隊旨在將凝聚態物理中的基礎問題與光學物理的強大工具相結合,為新興的量子科技與未來應用奠定基礎。

有關王博士研究的更多詳情,請參閱:
https://physics.hkust.edu.hk/people/jue-wang-wangjue


科大物理學系助理教授王珏教授榮獲2026年度「裘槎前瞻科研大獎 」。他致力於利用極短光脈衝探索新型量子態,為未來科技奠定基礎。

2025年10月10日 星期五

Nobel Prize in Physics 2025

Their experiments on a chip revealed quantum physics in action


A major question in physics is the maximum size of a system that can demonstrate quantum mechanical effects. This year’s Nobel Prize laureates conducted experiments with an electrical circuit in which they demonstrated both quantum mechanical tunnelling and quantised energy levels in a system big enough to be held in the hand.

This year’s Nobel Prize in Physics has provided opportunities for developing the next generation of quantum technology, including quantum cryptography, quantum computers, and quantum sensors.

2025年8月22日 星期五

罕見超新星揭開恆星內部祕密,科學家首直接觀測到恆星「心臟」物質

罕見超新星揭開恆星內部祕密,科學家首直接觀測到恆星「心臟」物質

就像撕裂的傷口深可見骨,天文學家首次直接觀測一顆恆星經歷罕見爆炸後露出的核心結構,證實多年同心理論模型,並揭開恆星內部元素形成關鍵過程。

長期以來,理論模型預測恆星內部像洋蔥一樣呈現不同元素組成的同心結構,從外層氫殼、氦殼到核心重元素鐵等,驗證理論途徑之一是大質量恆星經歷超新星爆炸前的行為。

一顆大質量恆星走向死亡過程會依序脫落從外到內的物質,於周遭形成不同元素組成的殼層結構,只不過最終爆炸攪合各層物質,因此難以詳細觀察,尤其富含氧、矽、硫的內層通常在恆星爆炸前幾個月才出現,被掩埋在一層又一層材料之下且燃燒週期短,天文學家過去一直無法直接觀察到此層。

▲ 恆星內部物質具有同心分層結構。(Source:NASA)

迄今為止,在所有已知超新星觀察到的材料主要為前 2 個燃燒週期(外層)產生的氫、氦、碳層。

然而 2021 年 9 月 6 日,多個天文觀測設備(包括地面天文台、太空衛星)捕捉到一場奇怪超新星爆炸事件 SN2021YFJ,西北大學天體物理學家 Steve Schulze 團隊分析後竟識別出靠近恆星核心的矽、硫、氬氣層,首次直接觀測到恆星內部物質。

研究人員認為,這顆垂死恆星在走向超新星爆炸階段前,可能還經歷其他更動盪形式導致內層物質向外彈出,或者說爆炸前已露出內殼。

雖然目前仍只有 SN2021YFJ 這個例子能驗證恆星的同心模型,但也強調宇宙存在其他罕見超新星類型,能幫助科學家更理解恆星性質與演化史。

新論文發表在《自然》(Nature)期刊。

2025年8月20日 星期三

量子躍動:科大物理學家探尋「完美」材料 革新能源技術 獲500萬港元資助



科大物理學系助理教授宋雪洋教授榮獲2025年「裘槎麥德華前瞻科研大獎」,表彰她在凝聚態物理學的突破性研究。她聚焦解密量子材料,其研究有望助設計出新型材料,開創前沿、突破性的節能技術,並應用至小型電器,以至大型供電網絡等不同層面。

香港科技大學(科大)物理學系助理教授宋雪洋教授榮獲2025年「裘槎麥德華前瞻科研大獎」,表彰她在凝聚態物理學的突破性研究。她的研究有望設計出高效導電或導熱的材料,革新能源技術。宋教授將獲裘槎基金會頒發500萬港元研究資金,以支持其研究。

「裘槎麥德華前瞻科研大獎」是裘槎基金會最頂尖的獎項之一,旨在培育香港科研界的明日之星,獲頒授此榮譽的學者需擁有卓越的博士研究工作、國際競爭力的研究成果,且對所屬的研究領域有重大貢獻。

解密量子世界   推進可持續未來

宋雪洋教授的研究聚焦「解密」量子材料,這些物質具超導體特性及粒子出現分數化行為,她專注在研究阻挫量子磁體、分數量子霍爾狀態及奇異超導態等量子材料,探討分數化與規範結構等新興物理現象。她的研究運用對稱性、反常現象及拓撲學等尖端框架,解析先進材料(尤其是二維系統,如轉角系統)的物理特性與相變過程。透過結合理論、解析模型與計算模擬工具,她將基礎物理結合實際應用,包括高效能材料與新型器件。

獎項推動量子材料創新

「對於能夠榮獲『裘槎麥德華前瞻科研大獎』,我感到無比榮幸與振奮」,宋教授表示,「憑藉這份支持,讓我們能放膽依循自己的好奇心以及興趣所在進行研究,我的目標是揭開量子材料之謎,探尋為何一些材料有極其高效或反直覺的導電或導熱能力,通過破解這些現象,我們可以設計新型材料,開創前沿、突破性的節能技術,並應用至小型電器,以至大型供電網絡等不同層面。」

由物理奧賽金牌至量子前沿研究

宋教授對物理學的熱情始於高中,她曾參與第14屆亞洲物理奧林匹克並奪得金牌,其後於北京大學攻讀物理學學士,畢業後前往哈佛大學攻讀物理學博士學位。在加入科大前,她曾於麻省理工學院任博士後研究員。

如欲了解更多宋教授的研究及其潛在應用,請瀏覽其科大教職員頁面(https://physics.hkust.edu.hk/people/xueyang-song-songxueyang)。

關於香港科技大學
香港科技大學(科大)(https://www.hkust.edu.hk/) 是國際知名的大學,致力推動創新教學、卓越研究及具影響力的知識轉移。科大著重為學生提供全面及跨學科的教學,於《泰晤士高等教育全球年輕大學排名榜2024》中排行第三,在《泰晤士高等教育大學影響力排名2024》中全球排第19、全港第一。另有 13 個科目躋身《2025 年 QS 世界大學學科排名》全球50強,其中「數據科學及人工智能」學科全球排名第17位,蟬聯本地大學之冠。此外,科大在全球大學就業能力排名中,一直位處全球首30名以內,反映畢業生極具競爭力。在研究及創業創新方面,逾八成的科大研究,於香港的大學教育資助委員會最新的「2020研究評審工作」被評為「國際卓越」或「世界領先」水平。直至2025年5月,科大成員共創立了逾1,800間至今活躍的初創公司,當中包括10間獨角獸企業和17間成功退場的公司(上市集資或被併購)。

2025年6月2日 星期一

2025年度邵逸夫天文學獎

平均頒予約翰・理察・邦德 (John Richard Bond))和喬治・艾夫斯塔希歐 (George Efstathiou),以表彰他們在宇宙學方面的開創性工作,尤其是他們對宇宙微波背景輻射漲落的研究。他們的預測已得到大量地面、氣球和太空觀測儀器的驗證,從而精確測定出宇宙的年齡、幾何結構和質能含量。約翰・理察・邦德是加拿大理論天體物理研究所教授暨多倫多大學教授。喬治・艾夫斯塔希歐是英國劍橋大學天體物理學教授。

邵逸夫獎亦表彰邦德和他的合作伙伴提出了「宇宙網」的概念,這是一個由細絲和薄片構成的網絡,將單個星系與更大的結構 (如星系團和星系群)聯繫起來。他們還建立了一套高斯隨機場峰值統計的數學理論,這是人們理解宇宙中星系聚集現象的基礎,並為人們理解早期宇宙膨脹階段產生的原始非高斯性作出了奠基性的貢獻。

而艾夫斯塔希歐則一直是研究星系成團和星系演化的領軍人物之一,其研究基於規模日益龐大和觀測深度不斷拓展的星系巡天數據。他早期便倡導宇宙的質能由暗能量所主導,並與合作伙伴共同開發了N體模擬技術,作為研究宇宙大尺度結構的有力工具。此外,他還在普朗克航天器數據分析中擔任主導角色。

原文網址: https://www.hk01.com/article/60242225

2025年5月21日 星期三

港大物理學家探索量子世界的新突破 透過退禁閉量子臨界點揭示量子物理學中的隱藏秩序

 量子物理學是一個充滿神秘的領域,其中粒子的行為往往違背我們所熟悉的物理規則。而在這個奇妙世界中,隱藏着一個令科學家着迷的謎題:退禁閉量子臨界點(deconfined quantum critical points,DQCPs)。這種特殊的量子現象發生在兩種有序態之間,徹底顛覆了經典物理對相變(有序態與無序態的轉換)的理解。


近日,香港大學(港大)物理學系孟子楊教授與博士研究生宋孟涵,聯同香港中文大學、耶魯大學、加州大學聖塔芭芭拉分校、波鴻魯爾大學及德勒斯登工業大學的研究團隊,成功揭示了DQCP的部分本質。該研究提供了突破性的證據,顯示量子物質在這些神秘臨界點的行為可能包含尚未被理解的新物理規則。這項研究已在《科學進展》(Science Advances)上發表,並有望重塑我們對量子力學、材料科學乃至宇宙本質的認知。

從退禁閉量子臨界點看秩序之間的轉換
在日常生活中,水結成冰或蒸發成蒸氣的過程稱為「相變」,這些現象都是可由經典熱力學完美解釋。然而,在量子世界中,相變的驅動因素並非温度,而是粒子在微觀尺度上的量子漲落——即粒子的隨機運動。量子相變通常發生在絕對零度(-273.15℃),其特徵是在一個特殊的點——量子臨界點上發生。傳統上,量子臨界點被視為有序態(粒子規則排列)與無序態(粒子混沌運動)之間的分界,其理論基礎由凝聚態物理的「聖杯」、朗道理論來奠定;然而,退禁閉量子臨界點(DQCPs)卻徹底打破了這個範式。

DQCPs並非分隔有序與無序的邊界,而是存在於兩種不同的有序態之間。這種「秩序與秩序之間的轉換」徹底顛覆了傳統相變理論,引發了學界數十年關於其本質是連續相變(平滑漸變)還是一級相變(劇烈突變)的激烈爭論。

糾纏熵:打開量子黑盒子的金鑰
為了研究這奇特的量子現象,港大研究團隊透過量子蒙特卡洛模擬(一種量子系統的電腦建模方法)與理論分析的深度結合,系統性地研究了二維SU(N)自旋模型(一種能實現DQCP的晶格模型)中的糾纏熵行為。糾纏熵是一種描述粒子量子關聯強度的物理量,猶如一扇窺探量子系統深層結構的窗口,能窺探量子系統的深層結構。

研究發現了突破性的證據:當對稱性參數N較小時,退禁閉量子臨界點處的糾纏熵呈現反常「對數行為」,即糾纏熵隨系統大小以對數函數增長,而非傳統理論預測的線性或其他標度行為。這一結果與傳統連續相變理論的預測直接矛盾,顯示在低N的情況下,DQCPs可能無法用傳統連續相變理論描述,暗示量子漲落中存在尚未被認知的新物理機制。更具顛覆性的是,團隊發現了對稱性參數N的關鍵閾值效應:當N超過該閾值時,DQCPs展現出與共形不動點一致的行為特徵,顯示系統在此條件下可能真正實現了連續量子相變。這項發現為統一理論解釋提供了關鍵線索,表明量子臨界行為可能對系統對稱性具有高度敏感性,只有在特定條件下才能展現連續相變的特性。

此研究的深遠意義
退禁閉量子臨界點(DQCPs)提供了一個獨特的窗口,讓我們可以深入探索量子力學、對稱性與臨界現象之間的複雜關係。了解它們的本質可能帶來以下幾方面的重要啟示:
1. 奇異量子態:DQCPs與量子自旋液體等新奇物態密切相關,後者被認為是拓樸量子計算的理想載體。
2. 基礎理論革新:挑戰朗道-金茲堡範式,推動發展超越傳統對稱性破缺理論的新框架。
3. 科技革命前瞻:提供設計高溫超導體、量子磁性材料等全新理論指導。

退禁閉量子臨界點作為量子力學中的重要課題,位於現代物理研究的前沿,展現了探索未知領域的巨大潛力。透過對糾纏熵與 SU(N) 自旋模型的深入分析,研究者逐步揭示了這些臨界現象的內在機制,為理解量子臨界點的本質邁出了重要一步。

以上研究以 《Evolution of entanglement entropy at SU(N) deconfined quantum critical points》為題,發表在國際知名期刊《科學進展(Science Advances)》。如欲參閱完整論文,可透過以下連結瀏覽:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr0634

本新聞稿內容以英文版本為準。

傳媒如有查詢,請聯絡港大理學院(電話:852-39174948/ 852-39175286;電郵:caseyto@hku.hk  / cindycst@hku.hk  ) 。
圖片下載與說明:https://www.scifac.hku.hk/press






2025年3月11日 星期二

裘槎科學周2025

裘槎科學周為香港年度科學教育盛事,讓年輕一代體驗生活中的科學。

透過多元化的免費雙語活動及工作坊,鼓勵參加者主動探索及思考科學與生活的關係。

自2018年以來,已有超過320,000 名學生、家長及教師參與其中。為支援學校教育,計劃特設多項校園活動,包括科學劇場巡迴演出、網上工作坊及教學資源,協助教師推動科學教育。

裘槎科學周由裘槎基金會資助,並由裘槎基金會、教育局及香港科學館聯合主辦。裘槎基金會是獨立私人基金會,致力提高本港的自然科學、科技和醫學水平。

今年裘槎科學周活動將圍繞日常生活中的科學,讓參加者更充分了解及學習科學知識與日常生活之間的關聯。所有活動均免費參與。詳情及活動報名請往裘槎科學周網頁。

裘槎科學周網頁:https://croucherscienceweek.hk/hk

2024年10月9日 星期三

The Nobel Prize in Physics 2024

The Nobel Prize in Physics 2024 was awarded to John J. Hopfield and Geoffrey E. Hinton “for foundational discoveries and inventions that enable machine learning with artificial neural networks.”

Hopfield created a structure that can store and reconstruct information. Hinton invented a method that can independently discover properties in data and which has become important for the large neural networks now in use.


2024年9月2日 星期一

物理學家們對這種磁性材料感到驚訝,因為當對其加熱時,其內部自旋方向反而變得有序

 當無序的磁性材料冷卻到剛好隊的溫度上時,發生了一些有趣的事。它們原子的自旋(spin)「凍住」了,並以靜態模式中鎖定到位,展現出通常不會呈現的合作行為。而現在第一次,物理學家們看到了相反的事。當部份地加熱時,自然產生的磁性材料釹(neodymium,Nd)凍住,顛倒所有我們所預期看到的現象。

超出預期

在典型的鐵磁性(ferromagnetic)材料,例如鐵中,原子的磁自旋都排列在同一個方向上;也就是說,在三維空間中,它們的南北磁極是在相同方向上的。但是在某些材料,例如一些銅與鐵的合金當中,自旋方向反而是相當隨機。這個狀態是我們所熟知的自旋玻璃(spin glass)。

位於荷蘭的奈梅亨拉德堡德大學(Radboud University Nijmegen)的物理學家亞歷山大·卡捷托利安教授(Alexander Khajetoorians)說:「我們所觀察到在 Nd 中的磁性行為,實際上是『通常』會發生的相反結果。這相當違反直覺,就像當你加熱時,水會變成冰塊一樣。」

你可能在想說,Nd 因為可以製作出很棒的磁鐵而聞名,而你也是對的……但是它必須與鐵混在一起,才能讓自旋排列在同方向上。純 Nd 並非表現得跟其他磁鐵一樣:直到兩年前,物理學家們才決定說事實上,最好描述這個材料為自感自旋玻璃(self-induced spin glass)。而現在看起來,Nd 似乎比我們所想的還要更奇怪。

現象描述

當對一種材料加熱時,溫度的上升會增加材料中的能量。在磁鐵的例子中,這會增加自旋的動作。但是相反的現象也會發生:當將磁鐵冷卻下來時,自旋會慢下來。對自旋玻璃來說,凝固點是當自旋玻璃表現地更像典型的鐵磁的溫度。

由奈梅亨拉德堡德大學的物理學家班傑明·維爾哈奇博士後(Benjamin Verlhac)所領導的科學家團隊想要測試看看,在改變的溫度之下,Nd 如何表現。有趣地是,他們發現將 Nd 的溫度從攝氏 -268 度上升到 -265 度,會誘導出通常在冷卻自旋玻璃時所會看到的凍住狀態。當科學家們將 Nd 冷卻回去時,自旋又再一度變得無序。

還不清楚這為何會發生,因為與所有其他同類材料的行為方式相反,一種自然的材料以「錯誤」的方式表現是很罕見的。然而,科學家們相信,這很有可能與一個稱作不穩定性(frustration)的現象有關。

這是指說當一種材料無法達到有序狀態,導致無序的基態,比如說我們在自旋玻璃中看到的那樣。研究人員說,Nd 在其自旋玻璃態中,有可能有特定的相關性,是取決於溫度的。升溫會弱化這些相關性,因此導致不穩定性,讓自旋排列於同個方向上。

未來方向

進一步的調查可能可以揭開這個奇異行為背後的機制,也就是為何增加了能量後,會從無序變到有序。研究人員註記說,這具有遠遠超出物理學的影響。

卡捷托利安教授解釋說:「這種『凍住』的模式,通常不會在磁性材料中發生。如果我們最終可以建立這些材料如何表現的模型,那麼這就可以被外推到各種其他材料的行為上。」

更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網站 http://www.tomorrowsci.com

參考資料:

  1. Starr, M., (2022, July 4). Physicists Are Startled by This Magnetic Material that ‘Freezes’ When Heated. ScienceAlert
  2. Verlhac, B. et al., (2022, July 4). Thermally induced magnetic order from glassiness in elemental neodymium. Nature Physics. doi.org/10.1038/s41567-022-01633-9
  3. 圖片來源:https://www.sciencealert.com/this-magnetic-material-freezes-when-heated-in-a-reversal-of-our-expectations(圖:Clarence Risher/Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.0)

2024年4月11日 星期四

宇宙之謎重寫:新研究質疑「暗物質」根本不存在

 

近期,來自渥太華大學的Bernard Rizk引領的一項研究,在《天體物理學期刊》上發表了顛覆性的發現。這項研究提出了一個驚
人的觀點:我們的宇宙其實並不存在暗物質。

傳統上,宇宙被認為由普通物質、暗能量和暗物質組成。「暗物質」是一種不與光或電磁場互動的神秘物質,僅能通過重力效應來解釋。我們看不見它,也不知道它由什麼構成,但它幫助我們理解星系、行星和恆星的行為。

然而,物理學教授Rajendra Gupta採用了兩種理論——共變耦合常數(covarying coupling constants,CCC)和「疲憊之光」(tired light,TL)理論(CCC+TL模型),來達成這一結論。這一模型結合了自然力隨宇宙時間減弱以及光在長途旅行中能量損失的想法。它已被證實與多項觀測,例如關於星系的分布和早期宇宙光線演變相符。

這項發現挑戰了流行的宇宙理解,即大約27%的宇宙由暗物質組成,不到5%是普通物質,其餘是暗能量。

Gupta表示:「我們先前的工作已經證明宇宙年齡為267億年,這使我們發現宇宙不需要暗物質就能存在。」在標準宇宙學中,宇宙的加速擴張被認為是由暗能量引起的,但實際上是由於宇宙擴張時自然力的減弱,而非暗能量。

宇宙年齡為267億年 不需暗物質就能存在


在CCC+TL和ΛCDM模型中,角直徑距離作為紅移的函數。圖片來源:《天體物理學期刊》

這項研究還提出了解釋遠處天體呈紅移現象的新模型。他分析了低紅移星系分布和高紅移文獻中聲波視界的角大小數據。

Gupta說:「有幾篇論文質疑暗物質的存在,但據我所知,我的論文是第一篇在與我們已確認的關鍵宇宙學觀測一致的情況下,消除了其宇宙學存在的。」如果暗物質被認為如此重要,且存在大量證據證明其存在,那麼Gupta是如何證明它不存在的呢?答案在於結合了關於宇宙的兩個理論:共變耦合常數和疲憊之光。

這項研究覆蓋了從恆星形成、聲波視界、宇宙微波背景輻射等多個領域,甚至提出解決了早期宇宙中不可能存在的星系之謎,並重新確認了之前的研究,即宇宙的年齡是我們先前認為的兩倍。儘管這項研究並非完美,科學家們長期以來一直將「疲憊之光」理論視為科學的邊緣。

然而,這項研究依然堅實。至少,它突出顯示了一個明顯的事實:標準宇宙模型存在缺陷,我們需要一個新的模型。隨著新技術的出現,讓我們能夠以前所未有的方式研究太空,也許新模型即將出現。

相關研究刊登在最新一期的《天體物理學期刊》。

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首圖來源:PIXABAY cc By4.0

圖片來源:The Astrophysical Journal  cc By4.0

參考論文:

1.Testing CCC+TL Cosmology with Observed Baryon Acoustic Oscillation FeaturesThe Astrophysical Journal


2023年10月4日 星期三

The Nobel Prize in Physics 2023

The Nobel Prize in Physics 2023 was awarded to Pierre Agostini, Ferenc Krausz and Anne L’Huillier "for experimental methods that generate attosecond pulses of light for the study of electron dynamics in matter"


2023年8月21日 星期一

《奧本海默》背後的科學探索:從原子論、原子彈到核融合的千年之旅

電影《奧本海默》上映,帶著大眾重新回顧催生原子彈的「曼哈頓計劃」。奧本海默(J. Robert Oppenheimer)雖然是催生原子彈的關鍵人物,但他的角色更像是在最後踢出關鍵的「臨門一腳」。在奧本海默出現之前,人類已經在物理學的領域探索了數千年。

從發現原子核的存在,到釋放其分裂的能量而開發出原子彈,中間不過經歷了短短35年而已。但在發現原子核之前,背後累積的科學卻是橫跨千年。這篇文章不只帶你回顧人類文明發展的歷程,看原子彈背後的關鍵技術,是怎麼一步一步被人類探索發明出來。

從現在回頭來看「原子彈」也不過是一個中繼站,這篇文章還要帶你看到在「曼哈頓計劃」之後,物理學如何繼續發展,走到「氫彈」又是不同的科學高度。

西元前400年,原子論被提出

要說原子彈,就不得不從原子說起。原子的概念最早在西元前400年左右由古希臘人——德謨克利特(Democritus,和達摩克利斯之劍——沒有關係)所提出。1803年時,英國科學家道耳吞(John Dalton)將原子的概念結合當時的化學新知,開始宣揚化學原子論,讓此論點慢慢為世人所接受。不過因為原子實在太小了,所以原子的存在一直無法被證實。這之後還要再過百年,到1908年科學家才能成功證明原子的存在。

1789年,鈾元素被化學家發現

俗話說得好「人的心是肉做的」,原子彈的芯是鈾做的,可以說鈾元素就是核子武器的根本。但要製作原子彈並不容易,首先要有大量的鈾礦,當鈾被提煉出來後,要再選擇:

  1. 透過離心或擴散方法,來濃縮提高鈾235同位素的純度,使其成為武器級鈾材。
  2. 用中子照射鈾將之轉換成鈽。

有了高濃度鈾或者鈽之後,才能夠用來做成原子彈。而鈾元素最早是在1789年由德國化學家——克拉普羅特(Klaproth)所發現,並且以剛被發現不久的天王星(Uranus)將之命名為Uranium。

在現代,鈾元素可以說是一切核子工業和核子武器的基礎,不過這時候人們對它的價值還完全沒有概念,其唯一應用是添加到玻璃裡面形成有漂亮黃綠色的鈾玻璃。在這之後要再過100年鈾元素才會因為其放射性成為重要的科學要角。

2015年8月28日 星期五



提高睡眠品質
美國田納西州立大學的研究發現:30分鐘的慢跑可以提高睡眠品質。通過跑步,大腦的供血、供氧量可以提高25%,夜間的睡眠品質也會得到提高。
有“通風”作用
在跑步的過程中,肺部的容量從5.8升增大到6.2升,同時血液中氧氣的攜帶量也會大大增加。
最好的強心藥
跑步時,心臟跳動的頻率和功效都大大提高,血管壁的彈性也隨之提高。統計發現,每週慢跑3小時,可以使患心臟病以及其他心腦血管疾病的風險降低35%。
增加抵抗力
跑步可以促進白細胞的生成,它們能夠消除人體內很多病毒和細菌。
身體強壯
經常跑步鍛煉,肌腱、韌帶和關節的抗損傷能力增強,減少運動損傷的概率,同時皮膚、肌肉和結締組織也可以變得更加牢固。