神秘粒子7倍光速向地球飞来？

神秘粒子7倍光速向地球飞来？根据爱因斯坦的相对论，宇宙中的任何物体运动速度都不可能超过真空中的光速，没有例外，但有时候，我们也会看到一些“超光速”现象。在地球1.4亿光年之外，有一对双子星，合并触发了引力波，2017年8月17日经过地球，那也是人类第一次探测到中子星产生的引力波，也就是GW170817事件。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1329721.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1329721.htm

对混合光物质粒子进行电控制的技术突破可能彻底改变显示器行业

对混合光物质粒子进行电控制的技术突破可能彻底改变显示器行业利用电场尖端增强强耦合光谱学控制极化子粒子的图像。来源：POSTECH极化子的新特性极化子是一种"半光半物质"混合粒子，既具有光子（光粒子）的特性，又具有固体物质的特性。它们的独特特性表现出与传统光子和固态物质截然不同的性质，为下一代材料的开发挖掘了潜力，尤其是在超越光学显示器的性能限制方面。迄今为止，由于无法在室温下对单个粒子进行电气控制，极化子的商业可行性一直受到阻碍。光谱学的创新研究小组设计了一种名为"电场尖端增强强耦合光谱学"的新方法，实现了超高分辨率电控光谱学。这项新技术可以在室温下主动操纵单个极化子粒子。这项技术引入了一种新的测量方法，将Kyoung-DuckPark教授团队之前发明的超分辨率显微镜技术与超精密电气控制技术相结合。由此产生的仪器不仅有助于在室温下以一种被称为强耦合的独特物理状态稳定产生极化子，而且还可以通过使用电场来操纵极化子粒子发出的光的颜色和亮度。使用偏振粒子而不是量子点（QLED电视的关键材料）具有显著的优势。单个极化子粒子可发出所有颜色的光，亮度显著提高。这样就不需要三种不同类型的量子点来分别产生红光、绿光和蓝光。此外，这种特性还可以通过类似传统电子器件的电气控制来实现。在学术意义上，该团队成功建立并通过实验验证了强耦合机制下的量子约束斯塔克效应，揭开了极化子粒子研究中的一个长期谜团。对光电设备的影响该团队的成就具有深远的意义，因为它标志着一项科学突破，为下一代研究铺平了道路，这些研究旨在利用极化子技术制造出各种光电设备和光学元件。这一突破有望为工业进步做出重大贡献，特别是为光学显示行业开发突破性产品（包括超亮和紧凑型户外显示屏）提供关键源技术。论文的第一作者HyeongwooLee强调了这项研究的重要性，称其代表了"一项重大发现，有可能推动下一代光学传感器、光通信和量子光子设备等众多领域的进步"。合作研究工作这项研究利用了成均馆大学SoheeJeong教授团队和JaehoonLim教授团队制造的量子点。理论模型由海军研究实验室的AlexanderEfros教授创建，而数据分析则由科罗拉多大学的MarkusRaschke教授团队和马里兰大学的MatthewPelton教授团队负责。来自POSTECH物理系的YeonjeongKoo、JinhyukBae、MinguKang、TaeyoungMoon和HuitaeJoo负责测量工作。这项研究最近发表在国际物理学期刊《物理评论快报》上。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427078.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427078.htm

完成爱因斯坦的理论 - 电场收缩可视化为粒子物理学带来新突破

完成爱因斯坦的理论-电场收缩可视化为粒子物理学带来新突破来自大阪大学激光工程研究所的科学家们首次利用超快的电光测量，将以接近光速行驶的电子束周围的电场收缩可视化，并展示了其产生过程。根据爱因斯坦的狭义相对论，人们必须使用结合空间和时间坐标的"洛伦兹变换"，以准确描述以接近光速的速度通过观察者的物体的运动。他能够解释这些变换如何导致电场和磁场的自洽方程式。虽然相对论的不同效应已经被无数次证明，达到了非常高的实验精度，但相对论仍有部分内容尚未在实验中被揭示。具有讽刺意味的是，其中之一就是电场的收缩，它在电磁学中被表现为一种特殊的相对论现象。伴随着近光速电子束传播的平面电场收缩的形成过程说明（图中显示为椭圆）。资料来源：MasatoOta,MakotoNakajima现在，大阪大学的研究小组首次在实验中证明了这种效应。他们通过测量由线性粒子加速器产生的高能电子束周围的库仑场在空间和时间上的轮廓完成了这一创举。利用超快的电光采样，他们能够以极高的时间分辨率记录电场。据报道，时间和空间的洛伦兹变换以及能量和动量的洛伦兹变换分别由时间膨胀实验和静止质量能量实验证明。在这里，该团队研究了一种类似的相对论效应，称为电场收缩，它对应于电磁势的洛伦兹变换。项目负责人MakotoNakajima教授说："我们可视化了在接近光速传播的电子束周围电场的收缩。此外，研究小组在电子束穿过金属边界后立即观察到了电场收缩的过程。"据说，在发展相对论时，爱因斯坦用思想实验来想象乘坐光波会是什么样子。中岛教授说："在爱因斯坦预测了电场的相对论效应100多年后，证明它甚至还有一些诗意，电场是当初形成相对论的一个关键因素。"这项研究的观察结果与爱因斯坦在电磁学中的狭义相对论的预测密切匹配，可以作为高能粒子束的测量和其他高能物理学实验的平台。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333831.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333831.htm

超乎想象的明亮：超光速X射线源如何超越爱丁顿理论极限

超乎想象的明亮：超光速X射线源如何超越爱丁顿理论极限在天体物理学的极端领域，有各种各样的现象似乎是反直觉的。例如，一个物体怎么可能不可能变得更亮？长期以来，这个被称为爱丁顿极限的极限被认为是一个天体可以有多亮的上限，而且它与该天体的质量直接相关。但是观察显示，一些天体甚至比这个理论极限还要亮，现在美国宇航局的核光谱望远镜阵列（NuSTAR）收集的数据证实，这些天体事实上正在打破爱丁顿极限。但是为什么呢？NuSTAR航天器的插图，它有一个30英尺（10米）的桅杆，将光学模块（右）和焦平面的探测器（左）分开。这种分离对于用于探测X射线的方法是必要的。资料来源：NASA/JPL-Caltech简单的答案是磁场。或者至少这是最可能的答案。不幸的是，检验这个答案的唯一方法是观察天文物体，因为这些超光X射线源（ULXs）周围的磁场比我们在地球上能产生的任何东西都强数十亿倍。幸运的是，宇宙是一个广阔的地方，所以有大量的ULXs可供观察，以确定磁场是否是原因，但首先，必须了解首先是什么导致了限制。任何熟悉太阳帆板概念的人都明白，当光子碰到一个物体时，会产生压力，它可能不是很大的压力，但至少you一些。当超低频星接近光谱的亮部时，它们会发射出许多光子，这些光子的压力会把作为这些光子来源的气体和尘埃推开，阻止它们的供应，从而使物体变暗。对于为什么一些天体可能看起来更亮，人们提出了各种解释。其中一个最常见的解释是，许多超低频星体具有很强的方向性。在这种情况下，"风"会在源物体周围形成一个锥形结构，将光子推向一个特定的方向。如果这个方向刚好指向地球，那么这个物体就会显得比爱丁顿极限更亮。但是这项新的研究提供了一个不同的解释。它使用了来自NuSTAR的数据，这个天体最初在2014年被发现是一颗中子星。该天体，即M82X-2，从而推翻了之前的一个理论，即所有超低频星都必须是黑洞。中子星的质量比黑洞略小，但仍有巨大的引力，能使其附近的任何粒子汽化。这些被汽化的粒子就是产生NuSTAR所探测到的X射线能量的原因。M87X-2恰好创造了大量的这种能量，研究人员发现这是因为它每年从附近的一颗恒星中偷取90亿兆吨的物质。这相当于每年吞下1.5个地球。以这种物质转移为出发点，研究人员计算了M87X-2的预期亮度，发现这个数值与观测结果一致。而且这个数值也高于爱丁顿极限。这又指出了它究竟为什么会更高。在M87X-2的情况下，数据认可了一种理论，即被吸收到中子星中的原子本身被极端的磁场强迫成几乎像弦一样的形状，而不是通常的球形构造。这使得它们对光子的推送更具挑战性，从而使更多的质量聚集到恒星上，使它能够继续大规模地产生光子。对M87X-2和其他超低频星的进一步观测是必要的，以进一步检验这一理论。毫无疑问，随着NuSTAR和其他X射线观测站的继续工作，将会有更多这样的数据出现。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361901.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1361901.htm

大型强子对撞机观测到了顶夸克及其反粒子之间的量子纠缠

大型强子对撞机观测到了顶夸克及其反粒子之间的量子纠缠粒子物理学中的量子纠缠最近，在安东-蔡林格（AntonZeilinger）和他的团队首次确证两个光子之间存在纠缠的二十年后，ATLAS和CMS实验报告说，在大型强子对撞机上观测到了同时静止产生的顶夸克及其反粒子之间的量子纠缠。确认最重的基本粒子--顶夸克之间的量子纠缠为探索我们世界的量子本质开辟了一条新途径，其能量远远超出了量子光学等领域所能达到的水平。同时，大型强子对撞机上顶夸克对的巨大产生率提供了顶夸克的巨大数据样本，为这些研究提供了独一无二的机会。顶级夸克和反粒子之间的量子纠缠在大型强子对撞机上得到证实，标志着高能量子物理学在大量数据和先进分析方法的支持下取得了重大进展。来源：欧洲核子研究中心爱因斯坦对量子力学的挑战在量子力学中，如果我们知道其中一个粒子在测量另一个粒子时的状态，那么这两个粒子就是纠缠的。即使这两个最初纠缠在一起的粒子在测量前彼此相距很远，情况也是如此。这就是爱因斯坦所说的"超距作用"：虽然信息的传播速度不可能超过光速，但在对第一个粒子进行测量时，第二个粒子保证会立即处于相应的状态。1934年，爱因斯坦和他的合作者提出了一个思想实验，他们认为这个实验揭示了量子力学的不一致性。为了解决这个悖论，他们提出，我们对纠缠的描述是不完整的，系统中还有其他我们无法通过实验获得的量在起作用。那么，纠缠就是我们对这些隐藏变量一无所知的结果。测量纠缠的先进技术在一项新的测量中，CMS合作小组首次研究了以极快的速度同时产生的顶夸克和顶反夸克的自旋纠缠。因此，这两个粒子在衰变之前相距甚远，也就是说，它们之间的距离大于以光速传输的信息所能覆盖的距离。夸克和反夸克自旋之间的相关性是通过观察它们衰变产物的角度分布来测量的。分析中采用了最先进的机器学习方法，以正确分配顶（反）夸克衰变产物，并改进系统不确定性的建模。图1显示了在两个不同运动学区域观察到的纠缠程度，以参数ΔE为特征。图1：在两个运动学区域观察到的以ΔE为特征的纠缠水平。图中显示了测量结果（点）及其不确定性，并与SM预测值（红线）进行了比较。水平蓝线对应于夸克和反夸克之间以光速交换信息所能解释的最大纠缠度ΔE临界值。第一个分段对应于产生的横动量小于50GeV的顶夸克，而在最后一个分段中，顶夸克对具有很高的不变质量，即相互之间的运动速度很大。在这两个运动学区域测得的ΔE都大于1，证实了两个粒子之间的纠缠。特别是在第二个分区，顶夸克-反夸克对的相对速度非常大，只有10%的情况下它们才有机会进行交流。在这里，纠缠度明显高于ΔE临界值，而ΔE临界值是在光速下通过隐藏变量进行信息交流所能解释的纠缠度。因此，测量结果表明，在已知最重的粒子之间确实存在"超距作用"。资料来源：欧洲核子研究中心编译自/citechdaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435165.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435165.htm

科学家发明可穿越血脑屏障的纳米粒子

科学家发明可穿越血脑屏障的纳米粒子科学家们乐观地认为，他们的方法已在临床前模型中初见成效，最终可用于用一种疗法同时治疗脑转移瘤和原发性乳腺癌肿瘤。迈阿密大学米勒医学院西尔维斯特综合癌症中心的研究人员创造了一种能够穿越血脑屏障的纳米粒子。他们的目标是通过一次治疗消除原发性乳腺癌肿瘤和脑转移瘤。实验室研究表明，这种方法能有效缩小乳腺癌和脑肿瘤的体积。这些继发性肿瘤被称为脑转移瘤，最常见于乳腺癌、肺癌和结肠癌等实体瘤，通常预后较差。当癌症侵入大脑时，治疗就会变得非常困难，部分原因是血脑屏障，这是一层几乎无法穿透的薄膜，将大脑与身体的其他部分隔开。领导这项研究的生物化学与分子生物学副教授、西尔维斯特公司技术与创新部助理主任香塔-达尔（ShantaDhar）博士说，西尔维斯特团队的纳米粒子有朝一日可能被用于治疗转移瘤，同时还能治疗原发肿瘤。她是5月6日发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文的资深作者。ShantaDhar博士Credit:Sylvester研究人员在粒子中加入了两种针对线粒体（细胞的能量产生中心）的原药，结果表明，他们的方法可以在临床前研究中缩小乳腺和脑肿瘤。达尔说："我总是说纳米医学是未来，当然我们已经进入了这个未来。"他指的是市售的COVID-19疫苗，其配方中使用了纳米颗粒。"纳米医学肯定也是癌症疗法的未来"。这种新方法使用了一种由生物可降解聚合物制成的纳米粒子，这种聚合物是由达尔的研究小组之前开发的，同时还使用了她的实验室开发的两种针对癌症能量来源的药物。由于癌细胞的新陈代谢形式往往不同于健康细胞，因此抑制癌细胞的新陈代谢可以有效地杀死肿瘤，而不伤害其他组织。其中一种药物是经典化疗药物顺铂的改良版，它通过破坏快速生长细胞的DNA来杀死癌细胞，从而有效阻止其生长。但肿瘤细胞可以修复自己的DNA，有时会导致顺铂产生抗药性。达尔的研究小组对这种药物进行了改良，将其目标从核DNA（构成染色体和基因组的DNA）转移到线粒体DNA。线粒体是我们细胞的能量来源，包含自己小得多的基因组，而且对于癌症治疗来说，重要的是，线粒体不具备与我们的大基因组相同的DNA修复机制。由于癌细胞可以在不同的能量来源之间切换，以维持其生长和增殖，研究人员将他们的改良顺铂（他们称之为Platin-M，攻击称为氧化磷酸化的能量生成过程）与他们开发的另一种药物Mito-DCA结合起来，后者专门针对一种称为激酶的线粒体蛋白，抑制糖酵解（一种不同的能量生成方式）。达尔说，开发能够进入大脑的纳米粒子是一条漫长的道路。她的整个独立职业生涯都在研究纳米粒子，在之前一个研究不同形式聚合物的项目中，研究人员注意到，在临床前研究中，一些纳米粒子的一小部分可以进入大脑。通过进一步研究这些聚合物，达尔的团队开发出了一种既能穿过血脑屏障又能穿过线粒体外膜的纳米粒子。达尔说："要弄清这一点，我们经历了很多波折，我们仍在努力了解这些微粒穿过血脑屏障的机制。"研究小组随后在临床前研究中测试了这种特制的载药纳米粒子，发现它们能缩小乳腺肿瘤和在大脑中播种形成肿瘤的乳腺癌细胞。在实验室研究中，这种纳米粒子-药物组合似乎也是无毒的，并能显著延长存活时间。下一步，研究小组希望在实验室中测试他们的方法，以更接近地复制人类脑转移灶，甚至可能使用源自患者的癌细胞。他们还想在胶质母细胞瘤（一种侵袭性特别强的脑癌）的实验室模型中测试这种药物。在达尔实验室工作的迈阿密大学博士生阿卡什-阿肖坎（AkashAshokan）说："我对高分子化学非常感兴趣，将其用于医疗目的真的让我着迷，"阿卡什-阿肖坎是这项研究的共同第一作者，他与博士生舒丽塔-萨卡尔（ShritaSarkar）共同完成了这项研究。"看到它被应用于癌症治疗，我感到非常高兴。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430599.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430599.htm