新模型模拟出碰撞的黑洞在时空结构中发出的涟漪

新模型模拟出碰撞的黑洞在时空结构中发出的涟漪这个新模型很重要，因为它最终为科学家们提供了一种方法来准确测量这些波纹在穿越时空时如何相互作用。能够更清晰地呈现出黑洞碰撞如何产生这些波纹的画面，也可以让科学家对碰撞本身有更多了解。科学家们计划使用引力波探测器，如激光干涉仪引力波观测站（LIGO）来研究这些黑洞碰撞产生的波纹事件。以前的模型总是依赖于线性数学，而从未研究过波浪如何相互影响。不过，通过用新的模型来观察，我们终于可以更好地理解碰撞的黑洞。模拟中的碰撞黑洞图片来源：美国宇航局戈达德空间站、美国宇航局戈达德太空飞行中心/YouTube这个新模型的基础是由模拟极限时空（SXS）团队创建的。这个程序是在一台超级计算机上运行的，它模拟碰撞的黑洞，以更好地研究合并产生的涟漪。这使科学家们能够更深入地挖掘，揭示出科学家在其他方面没有发现的非线性效应。研究人员最大的希望是，新的发现将有助于为下一代的引力波探测器铺平道路。此外，这样做将使我们能够扩大对碰撞黑洞的理解，以及这些大规模的合并实际上如何影响我们宇宙的基础。此外，它将帮助我们确定广义相对论是否是黑洞的正确引力理论。黑洞也在教给科学家更多关于宇宙如何膨胀的知识，有些人甚至认为，这些宇宙之谜可能是外星人创造的巨大的量子数据超级计算机。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345989.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345989.htm

科学家揭开量子化涡旋运动的谜团 解释其与正常流体之间的相互作用

科学家揭开量子化涡旋运动的谜团解释其与正常流体之间的相互作用尽管物理学界已经提出了几种理论模型，但尚不清楚哪种模型是正确的。由大阪都立大学科学研究生院和南部洋一郎理论与实验物理研究所的MakotoTsubota教授和特聘助理SatoshiYui教授领导的研究小组与佛罗里达州立大学和庆应义塾大学的同事合作，以数值方式研究了量子化涡旋与法向流体之间的相互作用。 根据实验结果，研究人员决定了几个理论模型中最一致的一个。他们发现，考虑正常流体变化并包含理论上更准确的相互摩擦的模型与实验结果最相符。平面以上量化涡旋环的可视化（绿色曲线），正常流体涡旋环（红色半圆）。资料来源：MakotoTsubota,OMU“这项研究的主题是量子化涡旋与正常流体之间的相互作用，自从我40年前开始在这一领域进行研究以来，一直是一个巨大的谜团，”坪田教授说道。“计算的进步使得解决这个问题成为可能，我们佛罗里达州立大学的合作者出色的可视化实验取得了突破。正如科学中经常发生的情况一样，技术的后续发展使得阐明这一问题成为可能，这项研究就是一个很好的例子。”他们的研究结果于2023年5月23日发表在《自然通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367417.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1367417.htm

科学家借增强现实技术 模拟了相互作用粒子间量子纠缠的新方法

科学家借增强现实技术模拟了相互作用粒子间量子纠缠的新方法在2022年8月3日发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的一篇文章中，科学家们介绍了一种通过增强现实技术来模拟相互作用的粒子间的量子纠缠的新方法。SCITechDaily指出，计算分子电子的集体行为，对于材料性质的预测是相当必要的。有朝一日，此类预测或帮助科学家创造出新的药物、或具有理想品质（比如超导性）的新材料。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1325741.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1325741.htm

中微子-光子相互作用：科学家揭开粒子物理学的神秘面纱

中微子-光子相互作用：科学家揭开粒子物理学的神秘面纱石川说："我们的研究成果对于理解一些最基本的物质粒子的量子力学相互作用非常重要。它们还可能有助于揭示太阳和其他恒星中目前鲜为人知的现象的细节"。中微子是最神秘的基本物质粒子之一。由于中微子几乎不与其他粒子发生任何相互作用，因此极难对其进行研究。它们呈电中性，几乎没有质量。然而，它们的数量却非常丰富，大量的中微子不断从太阳中流出，穿过地球，甚至穿过我们自己，却几乎没有任何影响。了解更多有关中微子的信息，对于检验和完善我们目前对粒子物理学（即标准模型）的理解非常重要。日全食，日冕清晰可见。"在正常的'经典'条件下，中微子不会与光子发生相互作用，"石川解释说，"然而，我们已经揭示了中微子和光子如何能够在极大规模的均匀磁场中发生相互作用--大到103千米--这种磁场出现在恒星周围被称为等离子体的物质形态中。等离子体是一种电离气体，这意味着它的所有原子都获得了或多或少的电子，使它们成为带负电或正电的离子，而不是地球上日常条件下可能出现的中性原子。"弱电霍尔效应及其影响研究人员所描述的相互作用涉及到一种名为"电弱霍尔效应"的理论现象。这是电与磁在极端条件下的相互作用，自然界的两种基本力--电磁力和弱作用力--在此融合为弱电。这是一个理论概念，预计只适用于早期宇宙的极高能条件或粒子加速器的碰撞中。研究得出了这种意想不到的中微子-光子相互作用的数学描述，即拉格朗日。它描述了有关该系统能量状态的所有已知信息。石川健三，该研究的第一作者和通讯作者。图片来源：SohailKeeganPinto石川说："除了有助于我们理解基础物理学之外，我们的研究还可能有助于解释日冕加热之谜。这是一个由来已久的谜团，它涉及太阳最外层大气--日冕--的温度远高于太阳表面温度的机制。我们的工作表明，中微子和光子之间的相互作用释放出能量，使日冕升温"。石川在总结发言中表达了他们团队的愿望："我们现在希望继续我们的工作，寻找更深入的见解，特别是在这些极端条件下中微子和光子之间的能量转移"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1383901.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1383901.htm

科学家揭秘细菌物种间的相互作用与组织动态模式

科学家揭秘细菌物种间的相互作用与组织动态模式由于两种细菌物种之间的追逐相互作用，可以创建结构模式。在一个新模型中，马克斯·普朗克动力学与自组织研究所(MPI-DS)的科学家描述了个体层面的相互作用如何导致物种的自组织，他们的发现提供了对集体行为一般机制的见解。在最近的一项研究中，MPI-DS生命物质物理系的科学家开发了一个模型来描述细菌群体中的通讯途径。细菌通过感知环境中化学物质的浓度并调整其运动来表现出整体的组织模式。“我们模拟了两种细菌之间的非互惠相互作用，”第一作者YuDuan解释道。“这意味着物种A正在追逐物种B，而物种B的目标是排斥物种A。”研究人员发现，仅仅这种追逐和避免的相互作用就足以形成一种结构模式。生成的模式的类型取决于交互的强度。这补充了之前的一项研究，其中提出了一个模型，该模型还包括细菌的种内相互作用，以形成一种模式。根据两个物种A和B之间的追逐和避免相互作用，不同的自组织模式可以在全球层面上进化。图片来源：MPI-DS/LMP在这个新模型中，还包括细菌运动的影响，不需要粘附或对齐来形成包含数百万个体的复杂超级结构。“虽然细菌种群动态显示出整体秩序，但在个体细菌水平上情况并非如此。特别是，单个细菌似乎以无序的方式移动，其结构只有在更高的水平上才可见，这非常令人着迷。”MPI-DS生命物质物理系组长BenoîtMahault总结道。该模型还允许考虑两个以上的物种，增加可能的相互作用和新兴模式的数量。值得注意的是，它也不限于细菌，还可以应用于各种集体行为。其中包括光控微型游泳者、群居昆虫、动物群体和机器人群。因此，这项研究提供了关于在具有许多组件的网络中形成大规模结构的机制的一般见解。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1389173.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1389173.htm

科学家提出用黑洞碰撞数据来测量宇宙膨胀速度

科学家提出用黑洞碰撞数据来测量宇宙膨胀速度宇宙是如何进化的？芝加哥大学的天文学家提出了“spectralsiren”的方式，来探索这个问题的答案。黑洞就像是宇宙中的“回收站”，而科学家希望通过某种技巧收集这些消失的宇宙信息，从而揭示宇宙历史的奥秘。在最新的一项研究中，两名芝加哥大学的天文学家，提出了一种使用多组黑洞碰撞时观测到的数据，来测量宇宙扩张的速度。理论上这有助于帮助天文学家理解宇宙是如何进化的、宇宙是由哪些东西组成的，以及宇宙未来的发展趋势。尤其要指出的是，这两位天文学家认为这项名为“Spectralsiren”的新技术，或许能够揭示宇宙中难以捉摸的“青少年”时代的细节。宇宙膨胀的速度一直是重大的科学辩论主题，它在学术界也称之为“哈勃常熟”（HubbleConstant）。但目前宇宙膨胀率的测量方式有很多种，但得出的结果略有不同。为了帮助解决这一冲突，科学家们渴望找到衡量这一比率的替代方法。验证这个数字的准确性尤其重要，因为它会影响我们对宇宙年龄、历史和构成等基本问题的理解。这项新的研究提供了一种更新奇的方式，使用特殊的探测器来捕捉黑洞碰撞的宇宙回声。有时候两个黑洞会互相撞击，从而在时空中产生了一道穿越宇宙的涟漪。在地球上，美国激光干涉引力波天文台(LIGO)和意大利Virgo天文台可以拾取这些涟漪，这些涟漪被称为引力波（gravitationalwaves）。在过去几年时间里，LIGO和Virgo已经观测到了将近100起黑洞撞击事件。每次碰撞产生的引力波信号都包含有关黑洞质量的信息。然而，信号一直在穿越太空，在此期间宇宙已经膨胀，这改变了信号的特性。该论文的两位作者之一，芝加哥大学天体物理学家丹尼尔·霍尔兹（DanielHolz）解释说：“例如，如果你把一个黑洞放在宇宙的早期，它的信号会发生变化，它看起来像一个比实际更大的黑洞”。而这种方式可能提供了一个独特的窗口，用于观察其他测量手段无法观察到的宇宙“青少年”时期。如果科学家们能够找到一种方法来测量该信号如何变化，他们就可以计算出宇宙的膨胀率。问题是校准：他们怎么知道它与原来的变化有多大？在他们的新论文中，Holz和第一作者JoseMaríaEzquiaga建议他们可以使用我们关于整个黑洞种群的新知识作为校准工具。例如，目前的证据表明，大多数检测到的黑洞的质量是太阳质量的5到40倍。美国宇航局爱因斯坦博士后研究员和卡夫利宇宙物理研究所研究员Ezquiaga说：“所以我们测量附近黑洞的质量并了解它们的特征，然后我们再往远处看，看看那些更远的黑洞似乎发生了多大的变化，这可以让你测量宇宙的膨胀”。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1304919.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1304919.htm