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2022-06-28 中国科学报 冯维维
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  太阳耀斑加速大日冕体中几乎所有电子

  太阳耀斑是由日冕中自由磁能的迅速释放驱动的,它能将相当一部分(10%或更多)可用电子加速到高能。由高能电子在耀斑中加速产生的硬X射线需要较高的环境密度来探测。这就把观察到的体积限制在更密集的区域,这些区域不一定要对整个加速电子的体积进行采样。

  作者报告了来自微波观测的太阳耀斑中演化的空间分辨分布的热和非热电子,结果显示了加速度区域的真实范围。这些分布显示,当热等离子体耗尽时,只有(或几乎只有)非热电子填充的体积,这意味着所有电子在那里都经历了显著的加速。

  相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41586-022-04728-8

  连续玻色—爱因斯坦凝聚

  玻色—爱因斯坦凝聚体(BECs)是一种宏观相干物质波,它彻底改变了量子科学和原子物理学。它们对量子模拟和传感很重要,例如,空间原子干涉仪和爱因斯坦等效原理的雄心勃勃的测试。长期以来,量子气体设备的一个限制是需要按时间顺序执行冷却阶段,这限制了这些设备的脉冲操作。

  作者通过创造一个连续波的锶原子无限持续凝聚,来证明连续的玻色—爱因斯坦凝聚。该实验是用全反射腔镜模拟连续波光学激光器的物质波。这个原理证明的演示提供了迄今为止原子光学中缺失的一个新部分,实现了连续相干物质波器件的构建。

  相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41586-022-04731-z

  正电子与多原子分子结合多体理论

  正电子与分子的结合是增强正电子湮灭和正电子分子光谱的关键。虽然已经测量了约90个多原子分子的正电子结合能,但其精确从头算理论描述仍然难以捉摸。在实验研究的分子中,从头计算方式只存在六种;这些计算与极性分子的实验一致,精确度最高只有25%,且未能预测非极性分子的结合。理论上的挑战来自于需要精确描述强多体相关性,包括电子云的极化、电子—正电子库仑相互作用的筛选以及虚拟—正电子形成的独特过程。

  作者开发了一个正电子—分子相互作用的多体理论,该理论与实验取得了极好的一致性,并预测了甲酰胺和碱基的结合。该框架定量地捕捉了多体相关性的作用,并显示了它们在增强极性分子结合、使非极性分子结合以及将湮灭率提高2至3个数量级方面的关键作用。该多体方法可以扩展到分子和凝聚态中的正电子散射和湮灭γ射线能谱,为改善材料科学诊断、开发基于反物质的技术(包括正电子陷阱、电子束和正电子发射断层扫描)和了解星系中的正电子提供基本的洞察力和预测能力。

  相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41586-022-04703-3

  有机双极晶体管

  利用薄膜半导体制造的器件由于新的应用可能性引起人们广泛关注。在适用于薄膜电子的材料系统中,有机半导体尤其令人感兴趣。它们的低成本、生物相容性碳基材料和通过蒸发或印刷等简单技术的沉积,使有机半导体器件能够用于无处不在的电子产品,如那些用于人体或衣服和包装上的器件。只有有机晶体管的性能得到显著提高,有机电子的潜力才能得到充分利用。

  作者展示了器件性能优异的有机双极晶体管:此前描述的垂直结构和高晶体有机rubrene薄膜产生的器件具有高差分放大(超过100)和优于常规器件的高频性能。这些双极晶体管还提供了了解少数载流子扩散长度——有机半导体的一个关键参数。该研究结果为高性能有机电子器件的新概念打开了大门,具有更快的切换速度。

  相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41586-022-04837-4

打印 责任编辑:阎芳
  • “逐日工程”取得重要阶段性成果

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