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NASA 宣布在历史上首次,它的 Parker 探测器触摸了太阳,穿过了太阳最外层的日冕。这一壮举具有里程碑意义,是太阳科学研究的一次飞跃,将提供无法从远距离获取的数据。Parker 太阳探测器于 2018 年发射,旨在近距离探索太阳。太阳没有类似地球的坚硬表面,但它有一个大气层,由太阳物质构成,在引力和磁力作用下被太阳束缚。Alfvén 临界面是太阳大气层和太阳风的分界线。但直到现在研究人员不确定 Alfvén 临界面的位置,此前的估计是它距离太阳表面 10 到 20 个太阳半径。Parker 探测器在多次近距离飞越太阳过程中处于 20 个太阳半径范围内。2021 年 4 月 28 日,在第八次飞越太阳过程中,Parker 探测器深入到距离太阳表面 18.8 个太阳半径,遭遇了特定的磁力和粒子条件,标志着它跨过了 Alfvén 临界面进入了太阳大气层。
暗物质无线电项目(Dark Matter Radio)试图检测特定频率范围内的隐形光子,这需要以非常耐心的方式扫描这种粒子可能发声的波长。产生的无线电将用于搜寻轴子。当前的 Dark Matter Radio 实验(Pathfinder)是未来更大项目的原型。它使用了一个体积为 1 升的圆柱体,该圆柱体由超导金属铌制成,周围紧密缠绕着铌丝。那是 Pathfinder 的感应器。如果一个隐形光子以 Pathfinder 调谐的频率通过它,磁场的变化就会在这个精巧的感应器周围感应出一个电压。DM Radio 团队成员、斯坦福大学物理学家 Stephen Kuenstner 表示:“零假设(null hypothesis)是这个装置不该有任何无线电波,只有在这种情况下,隐形光子(暗物质特殊味道)才能穿过这个盒子,有可能以与无线电波相同的方式与电路相互作用。”
为了放大 Pathfinder 接收到的任何信号,有一个六边形的铌板屏蔽罩覆盖了上述作为电容的组件。放大的信号接着被传输至名为 SQUID(超导量子干涉装置)的量子传感器,这是福特汽车在 1960 年代发明的技术。SQUID 位于无线电底部,可测量和记录接收到的任何信号。轴子的预期质量越小,粒子就越难以捉摸,因为它与普通物质的相互作用与其质量成正比。因此下一代 DM Radio 变得更加灵敏就很重要。实验的方式已经确定,项目首席研究员、斯坦福大学和斯坦福直线加速器中心的物理学家Kent Irwin表示:)“表盘上的频率就是轴子的质量。”这些粒子的质量甚至比你能想到的最小的东西——如原子或夸克还要小。这些粒子介于万亿分之一电子伏特至百万分之一电子伏特之间,一个电子伏特大约是质子质量的十亿分之一。
Pathfinder 使用的氦是气态的,保持在 4 开尔文(换句话说比绝对零度高4度),但是下一个实验 Dark Matter Radio 50L 将使用液化氦,将温度降低到绝对零度之上 1 度以内。更有利于“听”到暗物质。DM Radio 50L 位于斯坦福大学汉森实验物理实验室一个大房间的角落。房间看起来有点像 Willy Wonka 工厂里的电视室;它的天花板很高,有很多神秘的设备,而且房间是耀眼的白色。一边有两个 6 尺高的稀释物冰箱,收音机在深壁橱旁边。隔壁房间的罐子为这两台机器提供气态氦,然后它们被冷却至相对较低的2开尔文成为液态氦。镀金铜和铝护套内的磁铁将把任何检测到的轴子转换成无线电波,供物理学家解释。Irwin 表示:“粒子物理学界经常被喻为一艘战舰。需要花些时间才能转弯,而且有很大的冲劲。因此尽管我认为有很多理由相信这些类似无线电的暗物质信号(轴子信号)比弱相互作用大质量粒子(WIMPs)更有吸引力,但仍然有很多大型实验在寻找小东西。”
为了放大 Pathfinder 接收到的任何信号,有一个六边形的铌板屏蔽罩覆盖了上述作为电容的组件。放大的信号接着被传输至名为 SQUID(超导量子干涉装置)的量子传感器,这是福特汽车在 1960 年代发明的技术。SQUID 位于无线电底部,可测量和记录接收到的任何信号。轴子的预期质量越小,粒子就越难以捉摸,因为它与普通物质的相互作用与其质量成正比。因此下一代 DM Radio 变得更加灵敏就很重要。实验的方式已经确定,项目首席研究员、斯坦福大学和斯坦福直线加速器中心的物理学家Kent Irwin表示:)“表盘上的频率就是轴子的质量。”这些粒子的质量甚至比你能想到的最小的东西——如原子或夸克还要小。这些粒子介于万亿分之一电子伏特至百万分之一电子伏特之间,一个电子伏特大约是质子质量的十亿分之一。
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一项研究表明,全球海洋和土壤中的微生物正演化出消耗塑料的能力。研究扫描了从收集的 DNA 样本中发现的 2 亿多个基因,发现了 30,000 种不同的酶,可降解 10 种不同类型的塑料。 这项研究是首次针对细菌降解塑料潜力的大规模全球评估,分析的生物中有四分之一携带了合适的酶。研究人员发现,不同地区发现的酶的数量和类型与该地区塑料污染的数量和类型相匹配。科学家表示,结果“提供证据证明了塑料污染对全球微生物生态造成的可衡量影响”。每年有数百万吨塑料被倾倒在环境中,污染已遍布全球,从珠穆朗玛峰峰顶到海洋的最深处。减少塑料的使用量至关重要,正确收集和处理废物也是如此。但目前许多塑料很难降解和回收。使用酶将塑料快速分解成小块就可以用旧产品生产新的产品,从而减少对原生塑料生产的需求。新研究提供了许多新的、可供研究和工业使用的酶。
一个国际天文学家团队利用世界各地的望远镜完成了对爱因斯坦广义相对论迄今最具挑战性的测试。过去 16 年对双脉冲星的观察证明爱因斯坦的广义相对论预测的正确率在 99.99% 以内。天文学家在 2003 年发现了一个适合验证广义相对论在宇宙中等尺度下是否成立的观察对象:一个双脉冲星系统,其中之一每秒旋转 45 次,另一个每秒 2.8 次,两颗脉冲星 2.5 小时完成一次轨道运动。广义相对论预测双脉冲星系统中的极端加速度挤压时空结构,产生使系统减速的涟漪。两颗脉冲星预计将在 8500 万年后碰撞。能量损失的时间尺度是如此之长,微弱的影响难以发现。幸运的是旋转脉冲星的类时钟嘀嗒是追踪微小扰动的完美工具。