物理学周回顾:2015年5月30日

本周的物理学亮点包括:被挤压的量子猫、约翰·纳什的逝世以及24992种领带系法。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点。


首先:请欣赏这张由NASA太阳动力学天文台提供的令人惊叹的太阳大气多波长图像,展示了一系列明亮的“日冕环”,这些日冕环是在太阳黑子周围形成的磁通量,并延伸到太阳大气中。

本周,约翰·纳什(《美丽心灵》的数学家)和他的妻子去世,他们都在车祸中不幸丧生。这引发了人们对这个人及其思想的诸多反思,最值得注意的是他的均衡概念,博弈论的基石这个数学概念是如何影响博弈论和世界的? 相关阅读:纳什均衡能告诉我们什么,不能告诉我们什么。 纳什曾回忆起爱因斯坦对他研究的影响; 事实上,他用于经济学和社会科学的数学是受到物理科学的深刻类比的启发。 另请参阅:约翰·纳什于1955年写给NSA的关于指数计算复杂性和密码学的惊人地有先见之明的信。 额外内容:一沙一世界:约翰·纳什惊人的几何学

改变了物理学进程却找不到工作的女数学家。(埃米·) 诺特定理可能是现代物理学中最重要的理论成果。


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如何在不真正努力的情况下实现超光速旅行。 事实证明,根据您对“事物”、“超光速”和“旅行”的定义,事物可以通过几种方式实现超光速旅行。 相关阅读:这是肖恩·M·卡罗尔,又名时间领主,关于曲速引擎和科学推理的看法。 “物理定律?去它的。” 这不是后者的例子。

被挤压的量子猫:研究人员深入研究了他们的技巧,创造了所谓的“被挤压的薛定谔猫”。 这些量子系统可能对未来的技术非常有用。

24882种领带系法。 科学家发现了数以万计的传统温莎结的替代方法。

超级球这种流行的儿童玩具的严肃物理学。 “将棒球掉到地板上,它几乎不会弹跳。 从肩膀高度掉下一个超级球,它会弹回到掉落点的 92%。 超级球的垂直弹跳力与水平弹跳力一样,而且它们的旋转方式也很奇怪。”

牧羊的物理学。 “三位理论物理学家最近利用统计力学和概率论的思想,试图开发出一种最佳策略,以便在悬崖附近捕捉到一只胆小的羔羊。”

斯蒂芬·库里致命跳投的物理学。 跳投中高度的增加是否更容易得分?  当然。

我们会很快拥有二维液体吗? 计算机模拟预测了一种新的物质相:原子级薄的二维液体。

物联网可能依赖于由液态金属制成的可调天线

解释希格斯质量的新理论。 物理学中最伟大的谜团之一可以通过像床垫一样的轴子场来解决,该轴子场渗透到空间和时间中。

正面交锋:构建一个玩具宇宙来对抗量子理论与引力。 量子物理学家索林·帕拉瓦努正在实验室中用超导量子干涉器件构建一个人造时空——以测试暴胀和量子引力。

落入黑洞的奇异命运。 “现实取决于你问谁。” 阿曼达·盖夫特谈论黑洞防火墙悖论。 另请参阅我2012年发表在Quanta上的关于这个主题的文章随附的博客文章

宇宙是否想告诉你什么? 《艾米·舒默内心世界》在比尔·奈(未删节版)的帮助下解释了宇宙是如何运作的:“宇宙本质上是一种力量,向 20 多岁的白人女性发送指导。” 尖锐而聪明的讽刺。

情景喜剧《生活大爆炸》筹集了 400 万美元用于资助 STEM 学者前往加州大学洛杉矶分校。 联合创作者/执行制片人查克·洛尔说:“我们都从《生活大爆炸》中获得了一份礼物,这是一部不仅以科学界为基础,而且还得到同一社区热情支持的节目——这是我们回馈社会的机会。” “本着这种精神,我们的《生活大爆炸》大家庭做出了有意义的贡献,我们将共同支持这些未来的学者、科学家和领导者。”

为什么最强大的时间旅行故事不是关于改变过去。 “时间旅行也是探索记忆和历史观念的强大工具,可以帮助我们理解我们作为人类和个体的身份。”

确认对三十米望远镜的支持,夏威夷州州长呼吁关闭其他望远镜; 希望拆除莫纳克亚山上现有望远镜的四分之一。

大型强子对撞机能否测试弦理论? tl;dr:非常有可能。“如果你暗恋苏西,她说她可能会在下班后 8 点左右过来,但直到 10 点她还没出现,那么她 10:05 到达的可能性有多大? 对吧。 那么额外的维度呢? 好吧,他们从未说过他们会来,你只是不能排除他们不会来。” 

蹦极跳的物理学和数学。 “蹦极绳由减震绳(弹性体)或橡胶制成。 它们的行为不像线性弹簧。 假设真正的蹦极绳的线性度并在此基础上进行计算是危险的。”

倾倒奶油到淋上糖浆,厨房是见证流体动力学日常之美的绝佳场所。

物理学家解开了量子隧穿之谜,发现量子隧穿是一个瞬时过程。

为什么零度以下的水不会结冰。 相关阅读:水:宇宙中最奇怪的化学物质。“你以为你了解水——但你并不了解。”

风险报告失败,第二部分:新闻辐射恐惧症的一个令人震惊的案例

在超大质量黑洞的喷流中看到物质结合并。 黑洞喷流内的碰撞为一种流行的模型提供了证据。

科学家结合进化生物学和数学来逆转抗生素耐药性。

从维京人的坟墓到沉船:摄影测量如何改变考古学。 它是一种“使用考古发现的二维图像来构建 3D 模型的方法”。

物理学家莱昂·莱德曼本周将他的诺贝尔奖章拿出来拍卖。 他现年 92 岁,因在 1988 年发现 μ 子中微子而获得物理学奖。 “莱德曼的妻子艾伦说,他们很喜欢这枚奖章。 ‘这真是一件很棒的东西。 但这并不是我们在爱达荷州德里格斯的木屋里真正需要的东西,’”她说。 它以 765,002 美元的价格售出。 相关阅读:你的诺贝尔奖值多少钱? 世界顶级奖杯的买家指南

黑色太阳能电池达到令人难以置信的新效率记录。

电影的灵感来自“极简主义雕塑和图形符号,是传统乐谱记谱法的替代方案。”

拓扑学家的正弦曲线有助于准确阐明连接的含义。

粒子们在这部异想天开的短片中相聚,进行一场充满活力的即兴演奏。 音乐科学课程《正电子》是“关于正电子和电子的袜子木偶摇滚传奇”。

正电子,来自肥皂教授,在Vimeo上。

受壁虎启发的微流控粘合剂:可逆粘合可实现坚固且经济实惠的设备。

LIGO 何时能探测到引力波? 与巴里·巴里什的问答:“不再是 10 年了。 可能在五年之内。”

不要害怕物理学的四个理由

主流电影和电视中的 20 位杰出科学家。 Jen-Luc Piquant 会将《识骨寻踪》和《灵异之城》中的科学家添加到列表中。

现实的层次:与加州理工学院物理学家肖恩·卡罗尔关于支配熵和复杂性的定律的对话。 “我们知道存在一个自然定律,热力学第二定律,它表明无序性会随着时间增长。 是否还有另一条自然定律来支配事物的复杂性? 讨论结构的多个层次以及它们如何相互作用? 令人尴尬的是,我们甚至还不知道如何定义这个问题。 我们不知道复杂性的正确定量描述。 现在还处于早期阶段。 这是哥白尼时代,甚至还不是开普勒时代,更不用说伽利略或牛顿时代了。 这只是猜测思考这些问题的方法。”

简易机械,一款使用各种机械来演示物理学的应用程序。 “用杠杆摧毁一座城堡——但要注意恶龙! 在带有斜面的弹球游乐场中制作音乐。 用一组滑轮将卫星送入轨道。 用螺丝提升晃动的水族箱。 用轮轴穿越奇妙的世界。 用楔子劈开镜子冰山。”

阳光和石墨烯有一天可能会为宇宙飞船提供动力。

莎莉·莱德的遗产。 “莎莉·莱德并没有教导我女性可以像男性一样做任何她们想做的事情; 莎莉·莱德帮助我在一个世界中长大,在这个世界里,你不能因为你的内在身份而做任何你想做的事情的观念是荒谬的,而且显然是不真实的。” 相关阅读:莎莉·莱德很棒,但她的太空飞行来得太晚了

为什么外星人还没到这里? 亚当·弗兰克谈费米悖论。

我们何时改变了万有引力定律:1919 年的日食如何宣告了牛顿时代的终结。

显微镜下的冰晶是独角兽的眼泪。 “这种散发出彩虹的现象,被称为双折射,是由大多数不对称晶体引起的…… 当不同方向或极化的光在材料中以不同的速度传播时,光波会被不均匀地分裂。 当光线射出时,其波在所有方向和方向上振动,我们的眼睛将其感知为令人惊叹的色彩阵列。 这与塑料被拉伸变薄时发生的情况相同。”

巧妙:约翰·奥克森多夫。 认识一下拥护古代工程师的建筑叛逆者。 另请参阅:我2006 年为新科学家撰写的关于他工作的文章

不要惊慌:今天是国际空间站的毛巾日。 相关阅读:在这个毛巾日,也纪念特里·普拉切特

这就是你如何修理一个距离机械师 1.4 亿英里的太空机器人

你将如何在火星上死去:坠毁、冻死、饿死、窒息? 或者你可能根本到不了那里。

如何让白矮星变成超新星。

伊本·海赛姆对光学和文艺复兴艺术的贡献。

数学最著名的证明差点崩溃。 安德鲁·怀尔斯认为他找到了解决一个古老难题的方案。 直到它开始瓦解。

粒子探测器内部:追踪器和量热器。 费米实验室物理学家吉姆·皮瓦尔斯基解释了粒子探测器如何告诉我们关于物质的最小组成部分的信息。

波函数的真实性

人体密度图:1918 年索姆河战役的非凡死亡地图。 “很难想象如此巨大的损失。”

《磁性电影》(2008 年):如果我们能看到我们周围的磁场,世界会是什么样子? 一位 NASA 航天科学家说:“毛茸茸的,乱七八糟的”。

磁性电影,来自半导体,在Vimeo上。

《碟中谍》风格的电子产品按命令溶解以消除浪费。 “该过程依赖于三件事:弱酸、少量蜡和热量。”

原子望远镜使原子静止,可能让研究人员看到量子到经典的转变。

“Slinky”镜头可以看见癌症和其他微小物体。

实用主义如何调和量子力学与相对论等:与物理哲学家理查德·希利的问答。

《探索馆》是乔恩·布尔斯廷于 1974 年拍摄的一部精彩短片,关于由物理学家弗兰克·奥本海默于 1969 年在旧金山艺术宫创立的互动科学博物馆

难倒《神烦警探》的逻辑:电视上最佳警察喜剧中最著名的逻辑谜题,以及如何(最终)解决它。 “岛上有 12 个人。 其中 11 人的体重完全相同,但其中一人的体重略轻或略重。 你必须找出是哪一个。 岛上没有逃生通道,但有一个跷跷板。 令人兴奋的是什么? 你只能使用三次。”

一词数学课:“数学课不应该是一堆事实的混合物,像学术版的《白色专辑》一样随意地堆放在一起。 它应该是一个完美连锁的真理之塔,以独特的目的向上攀登——学术版的《佩珀军士的孤独之心俱乐部乐队》或《艾比路》。 一堂好课不是精选集唱片。 它是一张概念专辑。”

证明、布丁和 π:让您饥肠辘辘的数学书籍

数学和科学诗人兼哲学家艾米丽·格罗什霍尔茨朗读了她的三首诗:《赞美分形》、《彩虹的消解》和《在宇宙学家之间》。

一场茶话会如何变成了一个科学传奇:当倒一杯好茶时,最好先加牛奶还是先加茶,这个紧迫的问题。

撞上隐形:柯立芝管,1911 年

广义相对论的秘密:字母入门。

阿尔伯特·爱因斯坦告诉他的儿子,学习和幸福的关键是将自己沉浸在创造力中(或“找到心流”)。

科学如何从“甚至都不算错误”的写作中学习

科学传播的艺术:威廉·津瑟谈如何写好科学文章。 “将科学写作想象成一个倒金字塔。 从底部开始,读者必须知道一个事实才能进一步学习。 第二句话拓宽了第一句话所说的内容,使金字塔更宽,第三句话拓宽了第二句话,这样你就可以逐渐超越事实进入重要性和推测——一项新发现如何改变已知的事实,它可能开辟哪些新的研究途径,研究可能应用于何处。 金字塔可以变得多宽没有限制,但只有当读者从一个狭隘的事实开始时,他们才能理解广泛的含义。”

理论高能物理学的五位黑人女性博士

根据 Minute Physics 的说法,雨滴在数学上是不可能的。 探索为什么每一滴雨都是一个微小的数学奇迹。

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