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2020-07-28 中国科学报 冯维维
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  测量隧穿原子在势垒区花费的时间

  隧道效应是量子物理学中最具特征的现象之一,是光合作用和核聚变等过程的基础,也是从超导量子干涉磁力计到用于量子计算机的超导量子位等各种设备的基础。

  科学家通过研究玻色凝聚态87Rb原子穿过1.3微米厚的光学势垒的隧道,直接测量这种时间。通过在势垒内部定位一个伪磁场,作者利用原子的自旋进动作为时钟来测量它们穿过经典禁止区域所需的时间。

  研究人员研究了穿越时间与入射能量的关系,找到了最低能量为0.61(7)毫秒的值。这个实验为解决量子力学中关于历史的基本问题奠定了基础。例如,人们可以通过观察一个粒子现在的位置来了解它在早期的位置。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2490-7

  可降解回收的热固性塑料

  热固性聚合物材料在现代塑料和橡胶工业中扮演着重要的角色,约占当前生产的聚合物材料的20%,全球年产量约为6500万吨。

  研究人员使用工业热固性聚双环戊二烯作为模型系统研究表明,在传统的固化工艺流程中,使用共聚单体添加剂选择性地在热固性材料链内安装少量可分裂键,生成的材料具备与天然材料相同的机械性能,但它们可被触发,轻微降解,产生可溶解可回收的、大小和功能可控的产品。

  相比之下,采用可分裂的交联,即使在高负荷下,也不能产生可降解的材料。这些发现表明,优化可裂解键的位置可作为实现控制热固性降解的设计原则。此外,研究者推出了一类可回收的热固性塑料。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2495-2

  过去30年是欧洲500年来洪水最丰富时期之一

  有人担心,最近的气候变化正在以前所未有的方式改变河流洪水的频率和规模。有研究表明,过去30年是欧洲500年来洪水最丰富的时期之一,这一时期在其范围、气温和洪水季节性方面与其他洪水丰富时期不同。

  研究人员确定了9个洪水泛滥时期和相关地区。其中,洪水泛滥最严重的时期是1560~1580年(西欧和中欧)、1760~1800年(欧洲大部分地区)、1840~1870年(西欧和南欧)和1990~2016年(西欧和中欧)。

  在欧洲的大部分地区,以前的洪水泛滥期都比往常冷,但是现在的洪水泛滥期却温暖得多。洪水的季节性在最近一段时期也更为明显。当今洪水富发时期的特殊性质要求采用基于过程的工具进行洪水风险评估,以捕获所涉及的物理机制,并纳入最近风险变化的管理战略。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2478-3

  南极洲东部威尔克斯盆地冰的消退

  在全球变暖的情况下,提高海平面预报的努力集中在确定地球过去间冰期暖期的温度、海平面和极地冰原的范围上。

  研究人员展示了234U在南极洲东部冰下水域中富集的演变,记录了冰盖对MIS11变暖的反应。在威尔克斯盆地内,冰下蛋白石和方解石的化学沉淀物记录了234U的积累,比在海洋中发现的积累量高20倍。

  根据234U浓缩的时间表,该储层的起始时间为MIS11。根据在劳伦太德冰盖观测到的234U循环,234U在冰稳定时期积累,在冰川消退时被冲刷到全球海洋中,研究人员解释了南极东部数据集,以表示在MIS11的威尔克斯盆地内的冰流失。

  在麦克默多干谷卤水中也观察到威尔克斯盆地内234U的堆积,这表明卤水起源于邻近的南极东部冰盖之下。

  总之,研究表明,在最温暖的更新世间冰期期间,威尔克斯盆地的冰原边缘退回到靠近沉淀物的位置,距离现在的冰原边缘大约700公里,按照目前的冰量假设,这将导致全球海平面上升3到4米。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2484-5

打印 责任编辑:侯茜

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