科學(xué)家沖擊最強磁場(chǎng)記錄:地球磁場(chǎng)強度200萬(wàn)倍

發(fā)布時(shí)間:2012-3-28 19:31    發(fā)布者:1770309616
據國外媒體報道,工作在美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗室(Los Alamos National Laboratory)的科學(xué)家們用該實(shí)驗室最大磁體設施產(chǎn)生了超過(guò)100特斯拉的磁場(chǎng),并進(jìn)行了6項不同的實(shí)驗。100特斯拉的磁場(chǎng)大約相當于地球磁場(chǎng)強度的2百萬(wàn)倍。洛斯阿拉莫斯脈沖場(chǎng)設施的領(lǐng)導人查理·米爾克(Chuck Mielke)說(shuō):“這是我們的‘登月計劃’,我們?yōu)榇艘呀?jīng)工作了15年!

美國洛斯阿拉莫斯國家強磁場(chǎng)實(shí)驗室
驅動(dòng)產(chǎn)生100特斯拉脈沖磁場(chǎng)的12億瓦的功率發(fā)生器

  該小組利用的這個(gè)100特斯拉能重復使用的脈沖磁體是由7個(gè)線(xiàn)圈組成,重量在大約18000磅,由功率12億瓦的發(fā)生器所驅動(dòng)。實(shí)際上,在其他的地方已經(jīng)有更高的磁場(chǎng)產(chǎn)生了,但是產(chǎn)生這樣磁場(chǎng)的磁鐵都被自己強大的磁場(chǎng)所擊潰。洛斯阿拉莫斯的這個(gè)系統是設計的能經(jīng)常性、無(wú)破壞的工作在強大的100特斯拉磁場(chǎng)區域。洛斯阿拉莫斯設施是組成國家高磁場(chǎng)實(shí)驗室(National High Magnetic Field Laboratory )的三個(gè)機構之一。

  目前該100.75特斯拉的磁場(chǎng)為來(lái)自美國羅格斯大學(xué)、法國研究生院和國家工程研究中心、麥克馬斯特大學(xué)、波多黎各大學(xué)、明尼蘇達大學(xué)、劍橋大學(xué)、英屬哥倫比亞大學(xué)和牛津大學(xué)等科研小組產(chǎn)生了研究結果。雖然研究結果隨著(zhù)實(shí)驗項目的不同而不同,但是我們可以大致歸納如下:量子相變和超高場(chǎng)磁狀態(tài);電子結構的測定;拓撲保護性物態(tài)。

  國家高磁場(chǎng)實(shí)驗室主管麥克米倫(McMillan)說(shuō):“祝賀洛斯阿拉莫斯小組和我們的合作者。他們的改革性和創(chuàng )造力不僅掃清了科學(xué)上的障礙,而且在這個(gè)過(guò)程中也解決了許多國家級難題!

  米爾克說(shuō):“在最近的實(shí)驗當中,新的磁體使我們的用戶(hù)和工作人員確定了新型超導體的磁場(chǎng)上限、發(fā)現了兩個(gè)已經(jīng)與科學(xué)家捉了近30年迷藏的物質(zhì)中的新磁序狀態(tài)(magnetically ordered states)、在高溫超導體中觀(guān)察到了磁-量子振蕩并達到了前所未有的精度、確定了一種新物質(zhì)的拓撲態(tài)、在高級的磁性物質(zhì)中還發(fā)現了新形式的磁有序。

  國家高磁場(chǎng)實(shí)驗室小組在去年的8月18日創(chuàng )造了非破壞性磁場(chǎng)實(shí)驗磁感應強度的最高世界紀錄,達到了97.4特斯拉,該磁感應強度比廢車(chē)場(chǎng)所使用的巨大吸引汽車(chē)的磁鐵要強大100多倍,比核磁共振掃描期間所使用的磁場(chǎng)強300多倍。該紀錄在今天早上當該小組全力再一次開(kāi)啟這個(gè)大磁鐵的時(shí)候被打破了——達到了98.35特斯拉,下午又達到了100.75特斯拉的強度。

  米爾克說(shuō):“自從該小組最近進(jìn)軍磁感應強度90特斯拉之上以來(lái),他們已經(jīng)展示出可以測量以下物理研究項目:高臨界磁場(chǎng)的超導體、射頻無(wú)接觸傳導性、量子磁躍遷、磁性傳輸等。

  米爾克說(shuō):“現在在100特斯拉的條件下,我們可以集中精力去獲得多用戶(hù)實(shí)驗。因為有如此過(guò)量的預約,所以現在完全可以在單一的這個(gè)大磁體上運行。在這個(gè)實(shí)驗室有超過(guò)10多人為實(shí)現這個(gè)目標而共同工作。

  非破壞性極高強度的脈沖磁場(chǎng)為研究者提供了前所未有的工具,能用來(lái)研究一系列的科學(xué)問(wèn)題:從在極高磁場(chǎng)的影響下物質(zhì)如何表現到固體中相變的量子行為。

  研究工作者可以探索極低的溫度和極高的磁場(chǎng),這將有助于我們理解超導性,磁場(chǎng)誘導的相變以及所謂的量子臨界點(diǎn)——是指在極低溫度下物質(zhì)性質(zhì)的極小變化對其物理行為有顯著(zhù)的影響。該磁體也可用來(lái)作為納米尺度的顯微鏡。

文/搜狐科學(xué)


量子隧穿效應“孵出”能效更高的隧穿晶體管

美國圣母大學(xué)和賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家們表示,他們借用量子隧穿效應,研制出了性能可與目前的晶體管相媲美的隧穿場(chǎng)效應晶體管(TFET)。
最新技術(shù)有望解決目前芯片上晶體管生熱過(guò)多的問(wèn)題,在一塊芯片上集成更多晶體管,從而提高電子設備的計算能力。
晶體管是電子設備的基本組成元件,在過(guò)去40年間,科學(xué)家們主要通過(guò)將更多晶體管集成到一塊芯片上來(lái)提高電子設備的計算能力,但目前這條道路似乎已快走到盡頭。業(yè)界認為,半導體工業(yè)正在快速接近晶體管小型化的物理極限,F代晶體管的主要問(wèn)題是產(chǎn)生過(guò)多的熱量。

最新研究表明,他們研制出的TFET性能可與目前的晶體管相媲美,而且能效也較以往有所提高,有望解決上述過(guò)熱問(wèn)題。

科學(xué)家們利用電子能“隧穿”過(guò)固體研制出了這種TFET!八泶痹谌祟(lèi)層面猶如魔術(shù),但在量子層面,它卻是一種非常常見(jiàn)的行為。

圣母大學(xué)的電子工程學(xué)教授阿蘭·肖寶夫解釋道:“現今的晶體管就像一個(gè)擁有移動(dòng)門(mén)的大壩,水流動(dòng)的速度也就是電流的強度取決于門(mén)的高度。隧穿晶體管讓我們擁有了一類(lèi)新的門(mén),電流能夠流過(guò)而非翻過(guò)這道門(mén),另外,我們也對門(mén)的厚度進(jìn)行了調整以便能打開(kāi)和關(guān)閉電流!

賓州州立大學(xué)的電子工程系教授蘇曼·達塔表示:“最新技術(shù)進(jìn)展的關(guān)鍵在于,我們將用來(lái)建造半導體的材料正確地組合在一起!

肖寶夫補充道,電子隧穿設備商業(yè)化的歷史很長(cháng),量子力學(xué)隧穿的原理也已被用于數據存儲設備中,借用最新技術(shù),未來(lái),一個(gè)USB閃存設備或許能擁有數十億個(gè)TFET設備。

科學(xué)家們強調說(shuō),隧穿晶體管的另一個(gè)好處是,使用它們取代目前的晶體管技術(shù)并不需要對半導體工業(yè)進(jìn)行很大的變革,現有的很多電路設計和電路制造基礎設施都可以繼續使用。

盡管TFET的能效與現有晶體管相比稍遜色,但是,去年12月賓州州立大學(xué)和今年3月圣母大學(xué)的科研團隊發(fā)表的論文已經(jīng)表明,隧穿晶體管在驅動(dòng)電流方面已經(jīng)取得了創(chuàng )紀錄的進(jìn)步,未來(lái)有望獲得更大的進(jìn)展。

達塔說(shuō):“如果我們在能效上取得更大成功,將是低能耗集成電路上的重大突破,這反過(guò)來(lái)會(huì )加大我們研制出能自我供能設備的可能性,自我供能設備同能量捕獲設備結合在一起,有望使我們研制出更高效的健康檢測設備、環(huán)境智能設備以及可移植醫療設備!

文/科技日報

[圖]Clarion推出Android版立體聲車(chē)載單元

Clarion推出了一款Android2.2系統的新型智能汽車(chē)音響,這是一款試圖將OEM糅合到汽車(chē)領(lǐng)域名叫Mirage的Head Unit,但是目前無(wú)法對公眾公開(kāi)。此外這次產(chǎn)品升級還包括那些汽車(chē)應用程序例如GPS或者地圖功能等,而且用戶(hù)可以從他們的觸控中心玩游戲,上Facebook。

從安全的角度上看,所有相關(guān)當局已經(jīng)對這款Head Unit進(jìn)行了必要的檢測和認證,并且檢驗了OEM安裝的可行性。但是有一些潛在的問(wèn)題需要引起駕駛者的高度重視,例如這款系統可以播放視頻、游戲以及其它應用程序。這些都會(huì )比較容易分散駕駛者的注意力。

另外值得注意的是,Mirage并不包含CD播放器,但是可以通過(guò)USB和藍牙連接Android,iOS和WP7智能手機,并且可以讀取SD卡上存儲的文件,當然,還包含了必不可少的收音機。




編譯自eletronic

每秒運算百億億次超級計算機將于2020年誕生

國際在線(xiàn)專(zhuān)稿:據美國有線(xiàn)電視新聞網(wǎng)3月29日報道,計算機科學(xué)家們預測,到2020年,每秒鐘可進(jìn)行上百億億次數學(xué)運算的超級計算機將誕生。
這種超級計算機運算速度將比今天最強大的超級計算機至少快1000倍,相當于5000萬(wàn)臺筆記本電腦同時(shí)工作。
美國、中國、日本、歐盟和俄羅斯都在投入巨資研究超級計算機,2月份歐盟還宣布將投資提高到16億美元(約合100億元人民幣)。到2020 年,人類(lèi)將迎來(lái)一個(gè)“百億億次超級計算機”的時(shí)代,英國女王大學(xué)電子學(xué)院教授德米特里斯·尼科洛普洛斯(Dimitrios Nikolopoulos)說(shuō):“它是超級計算機技術(shù)即將征服的下一個(gè)高峰!   

如今運算速度最快的是千萬(wàn)億次超級計算機,每秒可進(jìn)行上千萬(wàn)億次的數學(xué)運算,比如日本的K計算機,它擁有88128個(gè)計算機數據處理器,由 864臺機柜組成,體積與一個(gè)足球場(chǎng)差不多。尼科洛普洛斯說(shuō),百億億次超級計算機的體積不會(huì )更大,甚至會(huì )更小一些。但數據處理器的數量將大幅增加,或許達到100萬(wàn)到1億個(gè)之間,其整體預算速度將相當于5000萬(wàn)臺筆記本電腦。

[圖]讓牙齒自己說(shuō)話(huà) 普林斯頓大學(xué)開(kāi)發(fā)傳感器檢測身體健康

有沒(méi)想過(guò),有一天你的身體狀況,能通過(guò)看你的牙齒直接看出來(lái)?美國普利斯頓大學(xué)的科學(xué)家正在研究的牙齒傳感器就是一款具有這樣功能的產(chǎn)品。
只要將傳感器刺進(jìn)牙齒,傳感器就能將被刺者的身體狀況直接反饋給專(zhuān)業(yè)醫療人員。最典型的用法就是在戰場(chǎng)上確定傷者傷口有沒(méi)被細菌感染,又或者在醫院檢查患者有沒(méi)因為免疫系統虛弱額外感染細菌。



據傳感器小組的Michael McAlpine介紹,傳感器工作原理是通過(guò)檢測細菌某種肽組合,產(chǎn)生三個(gè)特定細菌分離,再使用RFID無(wú)線(xiàn)通信芯片讀取這些信息確定最終的檢測結果。

Michael McAlpine希望這個(gè)傳感器能最終實(shí)現商品化。但目前最大問(wèn)題在于,裝了這個(gè)傳感器后,你就不能刷牙;蛘,將傳感器作為補牙材質(zhì)放在蛀牙內也是個(gè)不錯的解決方案。再不然,弄成一個(gè)刺身刺到牙內,貌似也是個(gè)不錯的主意。

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