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讓不可能變成可能,比魔法還神奇的10大現代科學成就

在神奇的物理世界,似乎沒有什麼是不可能的。科學就像一種神奇的魔法,我們認為的不可能,它統統都能變成現實。跟魔術之類的小把戲不同,科學的背後是嚴密的推理、精確的實驗和充滿智慧的思考。科學的每一個成就都是人類對大自然認識的一種更深刻的認識和理解。下面我們就來看一下一些讓不可能變成可能的神奇的現代科學吧。

1、突破低溫極限

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在過去,科學界有個共識就是我們沒有辦法將一個物體冷卻到「量子極限」以下。為了獲得低溫,物理學家會利用激光來讓原子速度降低從而降低他們的熱震動。但是激光本身也會給原子本身帶來更多的能量,因此很難獲得量子極限以下的溫度。

但是,最近物理學家設計了一種震動的鋁箔鼓,把它的溫度降低到了360微開爾文,這個溫度比太空深處的最低溫度還要低10000多倍。這個實驗打破了低溫的極限。

2、最亮的光

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太陽光已經很耀眼了,但是你想想一下,如果能有10億個太陽那麼亮的亮度會是什麼樣的情形?但是最近物理學家卻做到了。他們在實驗室製造出了地球上最亮的光,這種關的行為也相當神奇,他能改變物體的外貌。

3、分子黑洞

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最近有一個物理學研究組創造一種行為跟黑洞非常相似的東西。他們利用最強悍的X-射線激光器(直線加速器連續光源LCLS)去轟擊甲烷碘和甲烷苯。當用普通激光器去轟擊的時候,光源會去除掉碘原子外部的電子。但是當使用LCLS去轟擊的時候,除了去掉這個效果之外,神奇的事情發生了,碘原子開始從相鄰的氫原子和碳原子上吸取電子,就像在分子內部形成了一下小的黑洞一樣。

4、金屬氫

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金屬氫被稱為高壓物理界的「聖杯」。但是直到最近科學家們才成功製造出了金屬氫。1935年就有人提出把氫變成金屬之後,它會是一種非常好的超導體。理論上,只要提供足夠的壓力,氫就能完成這種相變。但是之前沒有辦法產生如此巨大的壓力,直到最近,一個美國的小組才通過各種方式實現了這種巨大的壓力(超過7.17千萬磅/平方英寸),這麼巨大的壓力就是在地心深處也不可能達到。

5、光子計算晶元

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對電子工業來說,光子遲早會代替電子。傳統的電子工業依賴晶體管的開關來完成計算,但是這是有上限的。最近科學家創造出了一種能利用光子來進行計算的晶元,它利用光束之間的聯繫來進行計算,就像大腦使用神經元一樣。

6、一種不可能的物質形態

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這種新的物質形態就是超固體。神奇的是,這種物質並不是像它的名字暗示的那樣非常堅固,相反這種物質具有像所有固體那樣的剛性晶體結構但是同時卻像液體一樣。在已知的物理理論中,這種悖論是不可能實現的。但是,就是在最近卻有兩個獨立的科研小組同時製造出了這種超固體。

7、負-質量流體

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最近,物理學家製造出了只有想像中才能出現的事物:一種物質形態,它們會朝著受到的推力相反的方向流動。這種物質在非嚴格意義上可以被稱為「負質量」。正物質是大家常見的事物,它超那個方向受力,就向哪個方向加速。這是第一次,人們製造出了跟這個物理世界規則完全不同的流體——當它受某個方向的力時,它會向相反的方向加速。

8、時間晶體

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當諾貝爾物理學獎得主Frank

Wilczek第一次提出時間晶體的概念時,聽起來時非常瘋狂,尤其是這種晶體能在基態(物質的最低能量狀態)下產生運動。理論上這種運動是不可能的,因為基本上沒有能量用來產生這種運動。但是Wilczek相信這種永恆的運動可以通過晶體原子排列的翻轉切換基態和激發態來實現。這種物質的原子結構能隨著時間不停變化,但是不需要任何能量來維持。在Wilczek提出這個概念5年以後的2017年,科學家就製造出了這種時間晶體。

9、布拉格鏡子

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布拉格鏡子不能反射很多東西因為它的尺寸只有1000到2000個原子的大小。但是他能反射光子,這就讓它能在需要最小的鏡子的地方使用,比如一些高精密的電子設備中。這種鏡子也會在各種量子設備中用到,因為正這些設備中原子是通過光子場來進行交互的。

10、二維磁體

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從1970年代開始物理學家就開始嘗試製造二維磁體了,但是所有的嘗試都是失敗的。一個真實的二維磁體即使在被剝離成只有二維(一個原子層的厚度)的時候,依然能保持磁性。科學家一度懷疑這樣的物質是否真的存在。直到2017年,研究人員才利用三碘化鉻製造出來真正的二維磁體。這種物質具有很多吸引人的特性:它是單層的晶體因此非常薄、它能提供永恆的磁場、它的電子具有特性的自旋方向。

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