【科学大爆炸】中国天眼瞥见85亿年前的耀闪说明什么+“墨子号”首次实现量子安全时间传递+香港大学研发“超级钢” 效能高于航天钢材
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中国天眼瞥见85亿年前的耀闪说明什么
快速射电暴(Fast Radio Burst;FRB)是一种持续仅数毫秒的神秘射电暴发现象,其起源的研究是当前天体物理前沿热点课题。国家天文台研究人员朱炜玮、李菂等与合作者利用自主研发的搜寻技术,结合深度学习人工智能,对海量FAST巡天数据进行快速搜索,并发现了新的快速射电暴。让我们一起听听朱炜玮研究员的解读。
问:此前的问答中,我们介绍过快速射电暴的定义和历史。搜寻快速射电暴有哪些重要意义?
朱炜玮:发现更多快速射电暴有助于理解快速射电暴的起源,这是当今天体物理最热门的问题之一。我们还可以利用快速射电暴这种现象来开展宇宙学和基础物理方面的研究。
问:此次FAST发现的快速射电暴,有哪些独特之处?
朱炜玮:这是FAST通过盲搜发现的第一个新快速射电暴,其色散量(一个和距离有一定关系的观测参数)是已知快速射电暴里最高的之一,意味着它很可能是来自有红移大约为2的宇宙深处。
并且这个快速射电暴展现出很少见的三峰结构,这样的结构一般在重复暴发的快速射电暴中比较常见,预示着这可能会是一个重复暴发源。我们正在进行跟进观测,试图检验这种可能。已知快速射电暴中只有非常小的一部分展现出重复暴发的特点,我们称之为重复暴,目前尚不清楚重复暴和只观测到一次的暴发是否是相同的起源。
“墨子号”首次实现量子安全时间传递
科技日报合肥5月12日电 (记者吴长锋)记者从中国科学技术大学获悉,该校潘建伟及其同事彭承志、徐飞虎等利用“墨子号”量子科学实验卫星,在国际上首次实现量子安全时间传递的原理性实验验证,为未来构建安全的卫星导航系统奠定了基础。该成果于5月11日在线发表在国际学术期刊《自然·物理》上。
高精度时间传递是导航、定位等应用的核心技术。目前广泛采用的时间传递技术主要包括卫星导航定位、光纤网络等时间传递方案。近年来,时间传递的安全性得到了广泛关注。各种网络系统,如计算机网络、金融、电力能源网络等,都需要统一的时间基准。这些系统遭受到恶意攻击,其引起的时间错误将会引起网络崩溃、导航定位错误等重大安全性事故。然而,当前广泛使用的时间传递技术面临着数据篡改、信号欺骗等各种攻击的潜在风险。
基于量子不可克隆原理,以单光子量子态为载体的时间传递技术可以从根本上保证信号传输过程的安全性。潘建伟团队首次提出了基于双向自由空间量子密钥分发技术的量子安全时间同步方案。在该方案中,单光子量子态同时作为时间传递和密钥分发的信号载体,进行时间同步和密钥生成。这个过程所生成的密钥用来加密经典时间数据,从而确保时间数据的安全传输。
基于“墨子号”量子科学实验卫星,潘建伟团队突破了星地单光子时间传递、高速率星地双向异步激光时间应答器等关键技术,实现了星地量子安全时间同步的技术验证,获得了30ps精度的星地时间传递,达到了星地激光时间传递的国际先进水平。
审稿人高度评价:“在空间量子实验领域又一次超越了现有技术水平……对于量子技术的实用化至关重要。”该研究成果将极大地推动量子精密测量相关领域的研究和应用。
香港大学研发“超级钢” 效能高于航天钢材
新华社香港5月13日电 香港大学12日宣布,该校机械工程系“超级钢”研发团队与美国伯克利大学合作,近期在“超级钢”抗破裂折断能力,即韧性的研究上取得重大进展,效能高于目前的航空及航天用钢材。
港大研究人员介绍,根据传统的科学观点,金属的屈服强度、延展性和韧性三种属性有着此消彼长的关系,即提升其中一种属性的功能时,其余的一或两种会相应降低,三者无法俱得。在工业应用上,高端的钢材必须具备良好的抗断裂韧性,耐用之余也能避免构件提前失效导致意外。然而,提升钢材强度会降低其韧性,导致材料脆性增加,有关的研究工作十分艰巨。
港大机械工程系教授黄明欣领导的团队,与美国伯克利大学、美国劳伦斯伯克利国家实验室团队合作,通过增加材料屈服强度,以启动新的增韧机制,大幅提高钢材料的韧性,成功令“超级钢”在高端钢材要求的高强度、延展性和韧性3个重要指标上均达高水平,其效能比目前航空航天用的马氏体时效钢更高,而成本却只有其五分之一。
据团队介绍,“超级钢”正申请多国专利,团队也计划与业界合作,首先在高强桥梁缆索、防弹衣和汽车弹簧等方面制作原型,进行测试,有望把研发成果工业化和商品化。
该项研究成果已于5月8日在学术期刊《科学》上发表。
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