科学家利用固态自旋量子传感器研究了电子自旋之间新的速度相关相互作用

科学家利用固态自旋量子传感器研究了电子自旋之间新的速度相关相互作用 标准模型是粒子物理学中一个非常成功的理论框架，描述了基本粒子和四种基本相互作用。然而，标准模型仍然无法解释当前宇宙学中的一些重要观测事实，例如暗物质和暗能量。一些理论认为，新粒子可以充当传播者，在标准模型粒子之间传递新的相互作用。目前，缺乏关于自旋速度相关新相互作用的实验研究，特别是在相对较小的力距离范围内，几乎不存在实验验证。研究人员设计了一个配备两颗钻石的实验装置。使用化学气相沉积在每颗钻石表面制备了高质量的氮空位 （NV） 集成。一个NV系综中的电子自旋用作自旋传感器，而另一个则充当自旋源。研究人员通过相干地操纵两个金刚石NV系综的自旋量子态和相对速度，在微米尺度上寻找电子速度依赖性自旋之间的新相互作用效应。首先，他们使用自旋传感器来表征磁偶极子与自旋源的相互作用作为参考。然后，通过调制自旋源的振动并执行锁定检测和相位正交分析，他们测量了SSIVD。研究的实验结果。图片来源：DU et al.对于两种新的相互作用，研究人员分别在小于1厘米和小于1公里的力范围内进行了首次实验检测，获得了宝贵的实验数据。正如编辑所说，“这些结果为量子传感界带来了新的见解，以利用固态自旋的紧凑、灵活和敏感特征来探索基本相互作用。该团队由中国科学院中国科学技术大学杜江峰院士和邢荣教授领导，浙江大学焦满教授合作。更多信息：Yue Huang 等人，与固态量子传感器的奇异自旋-自旋-速度相关相互作用的新约束，物理评论快报 （2024）。DOI： 10.1103/PhysRevLett.132.180801 ... PC版： 手机版：

挑战现有模型 中国科学家发现宇宙更年轻

挑战现有模型 中国科学家发现宇宙更年轻 在标准宇宙学模型中，先形成小结构，然后逐级并合，形成越来越大的结构。大质量星系群和星系团作为宇宙中最大的结构，其维里化状态反映了宇宙演化的状态。研究团队测量了813个大质量星系群周围卫星星系对的动力学，特别侧重于沿视线方向的运动相关性。结果发现，分布在中央星系两侧的卫星星系对，相对于中央星系的视向速度偏移，更倾向具有相同方向，而卫星星系对同向运动通常表征了它们沿着大尺度结构被吸积的过程。卫星星系对同向运动的超出在基于标准宇宙学模型的数值模拟中也被预测到，但其比例要远低于观测结果。观测数据相比于两个数值模拟的预测值，分别出现了4.1σ和3.6σ的超出。观测和理论预测之间的巨大差异，表明在真实的宇宙中，大质量星系群比根据宇宙微波背景辐射推测的形成更晚，因此也预示了更年轻的宇宙，倾向于支持比PLANCK结果更高的哈勃常数，更接近于近邻宇宙中对哈勃常数的测量结果，这挑战了目前的宇宙学模型。另一方面，目前数值模拟中的重子物质过程偏差，也提供了一种可能的解释。未来需要结合理论和观测的进一步发展，才能最终确定宇宙的年龄。上图中，左侧是往大质量星系群中掉落的星系，其中红色区域为一个大质量星系群，黄色圆圈里的为正沿着大尺度纤维状结构掉落的星系，它们相对于中央星系沿相同方向运动。右图是同向运动卫星星系对占比随张角的变化。黑色带圆点的实线为观测结果，蓝线和红线为理论模拟预测结果，黑色虚线为随机分布，阴影区为自举标准误差范围。 ... PC版： 手机版：

突破性的高柔性传感器装置让科学家离成功在太空种植植物更近了一步

突破性的高柔性传感器装置让科学家离成功在太空种植植物更近了一步 伊利诺伊大学的研究人员发明了可拉伸传感器，这种传感器可以监测植物生长并远程传输数据，克服了最初的挑战，有可能彻底改变地球和太空的农业实践。资料来源：美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心这项研究详细介绍了美国国家航空航天局（NASA）授予刁颖的一项资助的部分早期成果，该资助旨在研究如何利用可穿戴印刷电子设备实现太空农业。她说："这项工作的动机是宇航员在执行长期任务时需要可持续地种植蔬菜。"团队利用一个地球实验室来开展这个项目，目的是创造一种高度可靠的可拉伸电子设备。"老实说，我们在开始这项工作时认为，这项任务只需要几个月就能完善。然而，我们很快就意识到，我们的聚合物太硬了，"该研究的第一作者、研究生王思清说。"我们不得不重新配制很多成分，使它们更柔软、更有伸缩性，并调整我们的打印方法，控制装置内部微结构的组装，使它们在打印和固化过程中不会形成大晶体。"研究小组找到了一种非常薄的薄膜装置，有助于在组装和打印过程中抑制晶体生长。"在解决了拉伸性和组装问题之后，我们必须解决在高湿度和快速生长条件下使用可穿戴电子设备所带来的问题，"王说。"我们需要可重现的结果，这样在生长实验过程中就不会出现传感器脱落或电子故障。我们最终找到了一种不受苛刻条件影响的无缝电极和接口。"基于可伸缩聚合物和电子器件的自主远程应变传感器"（SPEARS2）是三年艰苦工作的成果，证明了应用科学很少有"尤里卡时刻"。"在我们对植物生长进行精确、非侵入式实时测量的能力方面，这是一项令人兴奋的技术进步。我期待着看到它如何与最新的基因组和细胞过程分析工具相辅相成，"Leakey 说。这项研究关注的是玉米等主要向上生长的植物。不过，研究人员计划推进他们的电子打印方法，以创建一个可以监测向上和向外生长的系统。研究小组表示，他们还在努力提高远程感知和监控化学过程的能力。"我认为可穿戴电子产品研究界忽视植物的时间太长了，"刁颖说。"我们知道，植物在适应气候的过程中承受着巨大的压力，我认为软电子产品可以在促进我们的理解方面发挥更大的作用，这样我们就能确保植物在未来健康、快乐和可持续发展无论是在太空、其他星球还是在地球上。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：