物理學家對中子壽命進行了目前世界上最精確的測量

科學家開發(fā)PocketView技術 通過織物顯示LED信息

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物理學家對中子壽命進行了目前世界上最精確的測量

由印第安納大學布盧明頓分校的研究人員領導的一個國際物理學家小組宣布了世界上對中子壽命的最精確測量。該團隊包括來自美國和國外10多個國家實驗室和大學的科學家，其結果比以前的測量結果提高了兩倍多--不確定性不到十分之一。

這項工作成果已經(jīng)發(fā)表在10月13日的《Physical Review Letters》上。

“這項工作為一項測量設定了新的黃金標準，該測量對早期宇宙中產(chǎn)生的元素的相對豐度等問題具有根本重要性，”印第安納大學布盧明頓分校文理學院物理系主任David Baxter指出，“我們?yōu)楣ご箝L期以來作為這項工作的領導機構而感到自豪。”

該實驗的科學目的是測量一個自由中子在原子核的束縛之外平均生活多長時間。

“一個中子‘衰變’成一個質子的過程--發(fā)射一個光電子和一個幾乎無質量的中微子--是物理學家已知的最迷人的過程之一，”在洛斯阿拉莫斯領導這些實驗的Daniel Salvat說道，“非常精確地測量這一數(shù)值的努力意義重大，因為了解中子的精確壽命可以揭示宇宙是如何發(fā)展的--以及讓物理學家發(fā)現(xiàn)我們的亞原子宇宙模型中的缺陷，我們知道這些缺陷存在，但還沒有人能夠發(fā)現(xiàn)。”

該研究中使用的中子是由洛斯阿拉莫斯國家實驗室的洛斯阿拉莫斯中子科學中心超冷中子源產(chǎn)生。UCNtau實驗捕捉這些中子，其溫度被降低到幾乎絕對零度，在一個襯有約4000個磁鐵的“浴缸”內。在等待30至90分鐘后，研究人員對浴缸中幸存的中子進行計數(shù)，因為它們在磁鐵的作用下會在重力下懸浮起來。

UCNtau捕集器的獨特設計允許中子保持11天以上的儲存時間，這比早期的設計要長得多從而最大限度地減少了對系統(tǒng)修正的需要，因為系統(tǒng)修正可能會歪曲壽命測量的結果。在兩年時間里，該研究的研究人員計算了使用這種方法捕獲的約4000萬個中子。

Salvat指出，該實驗的結果將幫助物理學家確認或否認“Cabibbo-Kobayashi-Maskawa矩陣”的有效性，它涉及被稱為夸克的亞原子粒子，在被廣泛接受的粒子物理學“標準模型”中發(fā)揮著重要作用。它還將幫助物理學家了解物理學中的新觀點，從而可能在不斷發(fā)展的宇宙理論中發(fā)揮的潛在作用以及可能幫助解釋第一個原子核是如何形成的。

Salvat說道：“解釋中子衰變的基本模型涉及夸克對它們身份的改變，但最近改進的計算表明這一過程可能不會像以前預測的那樣發(fā)生。我們對中子壽命的新測量將提供一個獨立的評估來解決這個問題，或者為新物理學的發(fā)現(xiàn)提供備受追捧的證據(jù)。”

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科學家開發(fā)PocketView技術 通過織物顯示LED信息

盡管我們聽說過可用于顯示數(shù)據(jù)的服裝的“智能 ”織物，但大多數(shù)服裝不太可能用這種高科技材料制成。然而，PocketView系統(tǒng)通過現(xiàn)有的“啞巴”紡織品進行顯示。目前，加拿大滑鐵盧大學正在開發(fā)PocketView系統(tǒng)，它的形式是一個扁平的設備，其前表面有一格高強度的LED，可以放在穿戴者衣服的口袋里。

這種顯示技術可以直接內置到現(xiàn)有的設備中，如健身追蹤器，或者它可以作為一個容易查看的藍牙連接的輔助顯示器，用于一個無法訪問的工具，如智能手機。這個想法是，當佩戴者需要得到諸如收到電子郵件或短信的通知時，PocketView將以低分辨率點陣式符號的形式顯示適當?shù)木瘓螅⑼ㄟ^他們的衣服發(fā)光。一旦確認，這些通知可以通過雙擊織物上的顯示屏而被取消。

此外，通過單次敲擊設備，用戶可以循環(huán)瀏覽提供數(shù)據(jù)的顯示屏，如一天中的時間、天氣狀況、健身統(tǒng)計（在運動時）或導航性的左/右箭頭，指示行走時的方向。在迄今為止進行的測試中，PocketView已經(jīng)能夠通過包括厚棉和聚酯在內的織物，在各種衣服和口袋樣式中照出其顯示屏。

“這些是顯示最小信息的顯示器，”博士生Antony Albert Raj Irudayaraj說。“如果你正在步行或騎自行車，例如，顯示基本的導航指示，這已經(jīng)很好了。或者說你收到了一條信息，不想把注意力從你正在做的事情上轉移開。你可以偷看顯示屏，看到通知。”

關于這項研究的論文正在通過2021年ACM用戶界面軟件和技術研討會在線發(fā)表。下面的視頻中展示了PocketView系統(tǒng)。

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利用電動系繩進行無燃料的航天器推進

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