物理資訊

軟體、硬體等等任何科技事物的家
alexpon
單核心電腦
單核心電腦
文章: 596
註冊時間: 2006-05-10 21:19
newboincstats_no: 21591
CPU 主力專案: 其他專案
來自: Taiwan

Re: 物理資訊

文章 alexpon » 2012-05-03 04:35

http://tw.news.yahoo.com/%E7%9F%B3%E5%A ... 37249.html <--來源
石墨烯將取代電腦晶片 逢甲量產成功
作者: 夏玲 | 國立教育廣播電台 – 2012年5月2日 下午5:16

石墨烯將取代電腦晶片 逢甲量產成功
逢甲大學蔡宜壽教授的研究團隊成功地以物理方法結合非化學液相剝離法,可以大量製造單層石墨烯片,2日宣布未來石墨烯將取代電腦晶片,已引起業界的矚目。
蔡宜壽教授表示,他們的研究團隊簡單地利用每公斤約新臺幣1000元的材料成本即可製造出目前市價每公克11萬新臺幣以上的石墨烯片,未來更可降低至每公斤幾千元臺幣。
蔡宜壽教授指出,石墨稀是碳的新形式,由單層原子組成,排列成蜂窩般的格子狀。雖然這種物質在化學上來說相當簡單,但它的強度、導電性與散熱性能特佳。這是取代半導體晶片的絕佳材料,這也說明了為什麼IBM與英特爾等大廠要花大錢投資在這種只存在微小薄片上的材料。
目前工業上,如晶片面板廠商,所普遍製造石墨烯的方法為化學氣相沉積法(CVD),但CVD須具備三種條件才能製備石墨烯,分別為:碳源、生長基板(鎳或銅)和生長條件(壓力、溫度和時間)。不但生產成本高(1公克11萬元台幣),且經濟效益低。CVD製程的溫度約要1000 ℃左右,雖然已經比天然石墨必須經過 2300 ℃的溫度低很多,但若要工業化生產,耗能還是太高。
2010年諾貝爾物理學獎得主,英國曼徹斯特大學(University of Manchester)物理學家安德烈•海姆(A. K. Geim)和俄國切爾諾戈洛夫卡微電子理工學院(Institute for Microelectronics Technology)的諾沃謝洛夫 (K. S. Novoselov),兩人因「在二維石墨烯材料的開創性實驗」研究而獲獎。兩組物理團隊共同合作,首先分離出單層石墨烯。他們將石墨片放置在塑料膠帶中,摺疊膠帶粘住石墨薄片的兩側,撕開膠帶,薄片也隨之一分為二。不斷重複這一過程,就可以得到越來越薄的石墨薄片,而其中部分樣品僅由一層碳原子構成——石墨烯。通常,石墨烯會隱藏於一大堆石墨殘渣中,很難會如理想一般地緊貼在基板上;所以要找到相當數量的石墨烯,猶如大海撈針。
蔡宜壽教授說,如今他們的研究團隊研究出的石墨烯不但可大量製造,還掌握整個商廠技術,且可掌握它的大小,及運用在導電度上,未來雖還有很長的路要走,但至少已先跨出了一大步,預定五到十年內臺灣將會進入石墨烯時代,屆時也將掀起另一次的產業革命。
今天現場並展示石墨烯25公克成品,市價價值275萬元。逢甲大學表示,目前已引起臺積電、聯電、鴻海、友達、永光、長興化工等企業矚目。

alexpon
單核心電腦
單核心電腦
文章: 596
註冊時間: 2006-05-10 21:19
newboincstats_no: 21591
CPU 主力專案: 其他專案
來自: Taiwan

Re: 物理資訊

文章 alexpon » 2012-07-05 00:35

新粒子尋獲 可能就是上帝粒子
(法新社日內瓦4日電) 歐洲物理學家今天表示,他們已發現和希格斯玻色子(Higgs boson,又稱上帝粒子)理論吻合的次原子粒子。上帝粒子據信是質量之源。
歐洲核子研究中心(CERN)發表聲明表示,這個次原子粒子「和尋覓多年的希格斯玻色子吻合」,不過仍需要更多資料來驗證這個發現。
上帝粒子難以探究,科學家過去將近半個世紀來都在努力尋找。
歐洲核子研究中心負責人霍爾(Rolf Heuer)表示:「我們對大自然的了解已走到了里程碑。」
霍爾表示:「發現和希格斯玻色子吻合的粒子,開啟了更縝密的研究途徑,一旦獲得較多的統計數據,就能確定新粒子的特性,從而可能揭開宇宙的其他奧秘。」(譯者:中央社林亭儀)1

法新社原文

alexpon
單核心電腦
單核心電腦
文章: 596
註冊時間: 2006-05-10 21:19
newboincstats_no: 21591
CPU 主力專案: 其他專案
來自: Taiwan

Re: 物理資訊

文章 alexpon » 2012-09-18 17:10

交大研發光學新技術 存量為藍光DVD80倍
2012-09-18 【中廣新聞/閻大富】
雲端科技應用日益發達,國立交通大學今天(18號)公布一項結合光學和奈米技術的最新成果 ,研究團隊研發出一種「三維極光操控」技術,可滿足雲端儲存大量資料的需求,以目前的藍光片為例,透過這項新技術,儲存量可以增加八十倍以上,可以連續一百年都聽到不一樣的mp3歌曲。

交大與澳洲斯威本科技大學合作,長期研究超高儲存量的光學技術,並將光學結合奈米金屬棒,讓3D偏極光可以進行操控,並運用在雲端科技,大幅增加儲存空間。

交大光電系副教授田仲豪說,目前雙層藍光DVD的容量是五十GB,可容納一萬首mp3歌曲,而新技術的容量有四TB,是雙層藍光DVD的八十倍,連續播一百年都不會聽到相同的歌。

田仲豪表示,其實偏極光科技普遍存在於生活中,如減少炫光的太陽眼鏡、液晶顯示器的光學原理、立體三D電影等。這項新技術未來也可以運用在生物分子感測與造影,以及半導體微影製程,研究成果已經刊登在國際頂尖期刊上。

alexpon
單核心電腦
單核心電腦
文章: 596
註冊時間: 2006-05-10 21:19
newboincstats_no: 21591
CPU 主力專案: 其他專案
來自: Taiwan

Re: 物理資訊

文章 alexpon » 2012-10-10 10:13

美法量子物理學家 獲諾貝爾獎
本屆諾貝爾物理獎昨天揭曉,由兩位皆為六十八歲的美國、法國量子物理學者溫蘭德(Wineland)及阿赫許(Haroche)共得,表彰兩人為量子物理實驗開創了新紀元,證明不用加以摧毀就能直接觀察個別的量子粒子,使得世人有可能打造功能更為強大的超級電腦。
兩人將平分八百萬瑞典克朗(約台幣三千五百一十萬元)的獎金。

瑞典皇家科學院表示:「古典計算機在廿世紀徹底改變人類生活型態,說不定量子計算機也會讓廿一世紀的人類生活改觀。」

諾貝爾委員會解釋:「個別的基本粒子不容易從周遭環境中隔離出來,而且一旦跟外界有互動,就失去原有的神祕量子特性。兩位得主帶領研究團隊在實驗室內設計出新方法,得以測量並掌控各種量子狀態。在過去這些量子狀態是公認無法直接觀察到的,新的方法讓實驗團隊可以檢視掌控這些粒子並計算其數量。」

委員會指出,兩位得獎人都探討光線和物質之間最基本的交互作用。溫蘭德用光子來測量並控制電子,阿赫許則用電子控制及測量光子,算是殊途同歸。

阿赫許表示,自己跟妻子在街上收到一通國家碼為瑞典的來電,「我當下心裡有數:可以開香檳慶祝囉!」得知獲獎,阿赫許說:「我先打電話給孩子們,然後打電話給幾位同事,若是沒有他們,我無法獲獎。」

另一位得獎者溫蘭德住在美國科羅拉多州博爾德市,他太太凌晨接到通知電話,把睡夢中的他搖醒,他說得獎當然是個「驚喜」。

研究人員長期以來夢想打造「量子電腦」,處理更複雜的計算,且掌握大量資料。但只有在個別粒子得以觀察的情況下,這種電腦才可能誕生。

【記者蔡永彬/台北報導】成功大學物理學系副教授陳泳帆指出,現在的電子元件愈做愈小,未來電腦零件可能縮小到只有原子、分子般大小;在這種尺寸下,粒子的運作方式遵守量子力學,兩人的研究,未來可能變成比目前的超級電腦還強大的「量子電腦」。

法美科學家分享諾貝爾物理獎
當地時間10月9日,諾貝爾獎評審委員會宣布2012物理學獎的獲獎者。

被認定“開啟量子物理學實驗新時代的大門”

據新華社電 法國人塞爾日﹒阿羅什和美國人戴維﹒維因蘭德因為粒子控制研究而獲得2012年度諾貝爾物理學獎。

諾貝爾物理學獎評審委員會認定,兩名獲獎者“獨立發明並發展測量和控制粒子個體、同時保持它們量子力學特性的方法”。

  評委會9日在瑞典首都斯德哥爾摩宣布這一消息時認定,兩人“開啟量子物理學實驗新時代的大門,顯示不必損毀量子粒子個體,就可以直接觀測它們”。

  阿羅什1944年在摩洛哥出生,1971年在法國首都巴黎的皮埃爾和瑪麗﹒居里大學獲得博士學位,現任法蘭西公學院和巴黎高等師範學院教授。他的研究課題,涉及一種名為“量子糾纏”的現象。

  相當長一段時期內,量子物理學理論所預言的諸多神奇現象難以在實驗室環境下直接“實地”觀測和驗證,衹存在於研究人員的“思維實驗”中。

  從上世紀80年代初開始,阿羅什及其同事所作研究援用量子光學原理,探究光和物質之間的基本互動,具體手段是把原子送入一個“陷阱”,控制並測量“陷落”在陷阱中的光子。

  維因蘭德與阿羅什同年,美國出生,1970年在美國哈佛大學獲得博士學位,現在美國標準技術學院和科羅拉多大學任職。

  維因蘭德及其同事所作研究與阿羅什及其同事幾乎同時起步並發表論文,所援用方法的理論依據相同,所采用的手段同樣有許多相似點。

  兩位獲獎者將平分800萬瑞典克朗(約合114萬美元)獎金。不過,歐洲經濟狀況不佳所致,與2011年度諾獎相比,獎金總額縮水20%。

  鑑于粒子研究的“純科學”性質,諾獎評委會對本年度獲獎成果的實際應用沒有“渲染”表述,衹提及兩名獲獎者所創制方法的一個實例:促成研發“極為精准”的時鐘,精度比現有銫原子鐘高百倍。

alexpon
單核心電腦
單核心電腦
文章: 596
註冊時間: 2006-05-10 21:19
newboincstats_no: 21591
CPU 主力專案: 其他專案
來自: Taiwan

Re: 物理資訊

文章 alexpon » 2012-11-09 02:06

分析光線新技術 透視不是夢
(法新社巴黎7日電) 科學家今天表示,他們正在開發一種技術,可「透視」輕薄固體材料,他們的突破為醫療成像、奈米科技、甚至間諜活動帶來新希望。

荷蘭和義大利科學家團隊利用雷射和電腦解碼,「看到」1個受毛玻璃屏障遮住的物品,不過這項技術還在初步階段。
研究報告聯合作者、荷蘭特溫特大學(Universityof Twente)奈米科學研究所的莫斯可(Allard Mosk)說,利用相同技術,科學家還可看穿1張紙或1層薄顏料。
物理學家莫斯可向法新社表示,只要加以改善,「我相信未來20年可能會出現1種像iPhone大小的裝置,拿在手上對著散射性材料(不透光的層料)按下按鈕或說出指令…接著就可以看到後面的東西」。
紙張、皮膚或磨砂玻璃等物品,僅能讓部分光線通過,並折射掉大部分的光線,因此人的肉眼無法看穿它們,就像隔了一層霧。
根據科學團隊發表在期刊「自然」(Nature)的報告,他們首先把雷射光打在半透明的屏障上,此時光線無法以直線通過而產生漫射現象,透過去的光線射到物體後,部分光線反射回屏障的背面,科學家再用電腦解碼程式分析光線後重新成像。(譯者:中央社徐嘉偉)1

alexpon
單核心電腦
單核心電腦
文章: 596
註冊時間: 2006-05-10 21:19
newboincstats_no: 21591
CPU 主力專案: 其他專案
來自: Taiwan

Re: 物理資訊

文章 alexpon » 2013-03-07 01:13

物理新發現 質子真的比較小
【記者鄭諺鴻台北報導】質子有多大?2010年研究團隊發現,質子比過去百年公認的大小少了4%,全球物理學家相當興奮,近年積極尋找並確認質子大小。在國科會支持下,清華大學物理系參與國際研究團隊透過「緲子氫原子」的雷射光譜,再次量得質子大小為0.84087飛米,與之前的數據相符,精準度提高了1.7倍。這項研究成果獲得國際期刊《科學》的發表,《自然》雜誌也曾刊登相關研究成果。質子是構成原子核的微小粒子,原子核中質子數目的多寡,可決定原子的化學性質和屬於何種化學元素。清華大學物理系副教授劉怡維說,2010年國際研究團隊透過緲氫的精密雷射光譜,發現比過去所公認的數值小了4%,過往大多以氫原子的量測都被重新分析、檢視,甚至重啟過去的實驗。▲質子有多大?清華大學物理系副教授劉怡維(左)、博士生高政揚(右)參與國際研究團隊,在國科會支持下,透過「緲子氫原子」的雷射光譜,再次量得質子大小為0.84087飛米,與之前數據相符,精準度卻提高1.7倍。(圖文/姜林佑)許多來自不同領域的理論物理學家,試圖從不同角度來解釋這些不一致,包括超越現有標準模型的理論架構,或設想比現今更加複雜的質子結構,試圖補救理論。劉怡維指出,最新的實驗結果得到緲子氫原子的超精細結構光譜,更精確量出質子的電核半徑為0.84087飛米,1飛米相當於百萬分之一的奈米、緲子氫原子的生命週期僅十萬分之二秒,但比電子重2百倍,因此更靠近質子。然而,這數據明顯與現今的公認值0.8768飛米不一致,不只背離目前所有相關理論與實驗,更讓百年來建立的原子物理學出現矛盾,撼動物理學的基礎與普遍認知。劉怡維說,質子之謎在2010年的文章發表後,有許多團隊探討,超過100多個引用,因此這個實驗是提供更明確的證據,證明質子是比較小的,排除可能的疑慮。首次利用緲子氫原子量出質子電核半徑外,也獲得質子的磁半徑為0.87飛米,是相當大的突破。目前物理學界正積極尋求新的實驗與數據。劉怡維表示,未來將有新的研究團隊,利用既有的實驗設備加以改良,進行「緲子氦原子」的實驗。目前實驗已在準備中,預計實驗結果將可以對解決質子大小之謎,指出一個較為明確的方向。

alexpon
單核心電腦
單核心電腦
文章: 596
註冊時間: 2006-05-10 21:19
newboincstats_no: 21591
CPU 主力專案: 其他專案
來自: Taiwan

Re: 物理資訊

文章 alexpon » 2013-07-06 00:24

台大發現新熱傳導現象 改寫教科書
台大發現新熱傳導現象 改寫教科書
作者: 江昭倫 | 中央廣播電台 – 2013年7月5日 上午10:34
台大研究團隊傳出令人振奮的研究成果!台大凝態研究中心研究團隊
首度發現一種前所未見的無損耗、無碰撞的波動型熱傳導現象,不僅改寫傳統教科書中的熱傳導模型,對未來熱電材料的研發和熱能的運用也將有關鍵性的影響。
即將刊登發表在7月號國際奈米頂尖期刊「Nature Nanotechnology」上的波動型熱傳導現象之所以受到國際重視,突破關鍵就是首度在一般室溫下,利用尋常的矽鍺半導體,發現熱能經過「矽鍺奈米線」時,其波動性熱傳導能保持8微米長,這個數字比教科書的認知大了一千倍,也比鑽石或石墨烯還長了10倍以上,顯示出熱能傳輸的無耗損、無碰撞波動現象,令科學界驚艷。
台大凝態中心助理研究員張之威說:『(原音)以前的人認為是要用一些特別的材料,像是鑽石啦或是奈米碳管這種很特別的材料,要降到很低溫才能看到這種現象,我們居然是在很平常的半導體理面、在一種室溫看就看到這種現象,所以非常特別。』
台大研究團隊指出,過去認為一般的熱傳導屬於擴散型,會因為分子碰撞,導致熱傳導本身的波動性被破壞,無法像光纖或電子那樣用來傳遞訊息;現在發現新的波動型熱傳導現象,不只扭轉傳統熱傳導的基礎知識,改變目前電子線路的設計模式,對於未來熱電材料等能源研究都將產生非常深遠的影響。

alexpon
單核心電腦
單核心電腦
文章: 596
註冊時間: 2006-05-10 21:19
newboincstats_no: 21591
CPU 主力專案: 其他專案
來自: Taiwan

Re: 物理資訊

文章 alexpon » 2013-10-09 13:57

「上帝粒子」揭質量來源 雙傑奪物理獎
「上帝粒子」揭質量來源 雙傑奪物理獎
2013年10月09日

比利時科學家恩格勒與英國科學家希格斯昨雙雙獲頒諾貝爾物理獎。歐新社
2013 諾貝爾獎
【綜合報導】「終於來了!」2013年諾貝爾物理學獎得主昨揭曉,一如各界預測,由提出「上帝粒子」理論的學者,英國物理學家希格斯(Peter Higgs)及比利時學者恩格勒(Francois Englert)共同拿下。他們的理論解釋了形成宇宙的所有物質質量來源,得獎眾望所歸。


瑞典皇家科學院昨宣布,「今年獎項頒發給帶來所有改變的小東西」,以表揚2名學者「提出的理論機制,促成人類了解質量亞原子粒子的來源,而此理論最近也獲歐洲核子研究中心(CERN)團隊的大強子對撞機(Large Hadron Collider,LHC)實驗證實確實存在」。2人將共享約3690萬元台幣獎金。昨公布儀式罕見延後1小時,但未說明原因;英《獨立報》指,有可能是評審委員會仍在討論是否把第3名學者或CERN列入獲獎名單。


根據電腦模擬圖,兩道高能量質子對撞(紅線)後,產生無數粒子(黃線),再從中尋找希格斯玻色子產生瞬間。美聯社
曾遭譏無希望
「上帝粒子」全名為「希格斯玻色子」(Higgs boson),由希格斯等6名學者,在1964年先後提出理論,但以希格斯的姓氏最簡潔好記,因此取用。諷刺的是,希格斯最初提出理論時被譏為「毫無希望的實驗家」,其研究更被批評「與粒子物理完全無關係」,如今卻獲得殊榮。其實最率先提出此理論的是恩格勒與其拍檔布魯特(Robert Brout),可惜布魯特2011年逝世,未能跟他一起獲獎。

去年實驗發現
2學者的理論解釋「物質為什麼有質量?」這個最根本的問題。希格斯玻色子是一種亞原子粒子,現行粒子物理學的「標準模型」理論,認為它是所有物質的質量之源,是促成宇宙形成的重要粒子。宇宙某些基礎粒子沒有質量,因為與希格斯場之間交互作用而獲得質量。質量造成引力,使粒子結合,造就今天的萬物。
但希格斯玻色子當時只屬理論推測,若能尋找到就能填補解釋大自然最深層結構理論失落的一塊拼圖,但它極難製造出來,出現後又稍瞬即逝,因此CERN花了約2935億元台幣,在瑞士和法國邊境地下27公里處打造「大強子對撞機」,將粒子加速對撞製造出「小型宇宙大爆炸」,從中產生許多粒子,並於去年7月宣布發現「上帝粒子」蹤跡。

交互產生質量
台灣中央研究院物理研究所副研究員林誠謙昨說,他從1979至1984年跟隨希格斯做研究,應是希格斯在亞洲唯一的學生,直到現在每年還會收到希格斯的賀年卡。
林誠謙說,希格斯認為真空狀態時,希格斯玻色子會比其他粒子優先出現,因為其優先和獨特,各界常用「上帝粒子」來稱呼。林指出,希格斯玻色子出現時,後來「蹦出」的其他粒子和它產生交互作用,便帶有質量;這些粒子組成我們身邊的物質,所以希格斯粒子是物質質量的根源。

2013諾貝爾物理學獎得主小檔案
◆恩格勒 80歲 Francois Englert
國籍:比利時
學歷:布魯塞爾自由大學物理學博士
國籍:比利時布魯塞爾自由大學榮譽退休教授
◆希格斯 84歲 Peter Higgs
國籍:英國
學歷:倫敦國王學院物理學博士
國籍:英國愛丁堡大學榮譽退休教授
資料來源:綜合外電

粒子如何獲得質量示意圖
1.希格斯場就像一個派對場所,當粒子貴賓(戴皇冠者)進場時,其他客人都被吸引而靠近。
圖檔
2.粒子貴賓等人因而移動速度變慢;也就是說他們取得了質量。粒子吸附的希格斯玻色子愈多,質量就愈大。資料來源:CNN
圖檔

alexpon
單核心電腦
單核心電腦
文章: 596
註冊時間: 2006-05-10 21:19
newboincstats_no: 21591
CPU 主力專案: 其他專案
來自: Taiwan

Re: 物理資訊

文章 alexpon » 2014-01-19 16:37

30歲周苡嘉 登上《Science》

台灣年輕女科學家在國際又有亮眼表現!72年次的交大電子物理系助理教授周苡嘉,年僅30歲,和美國IBM華生研究中心跨國合作,在「三五族奈米線」有重大突破,研究成果昨天刊登在國際頂尖的《Science》期刊,創下交大有史以來最年輕的紀錄。

 周苡嘉以「三五族奈米線」作為半導體元素,並應用原子級自組裝的技術,發現比現在業界普遍使用的矽奈米線,功率更好,可以把目前電子元件線寬約22奈米,縮小到10奈米。這項技術未來幾年可望應用在電腦、手機、數位相機等電子產品上,使得3C產品體積縮小,也更為省電。

 周苡嘉年僅30歲,就以第一作者的身分,刊登在《Science》期刊。交大校長吳妍華表示,周苡嘉創下交大有史以來最年輕的紀錄,並強調女性如果對科學感興趣,表現其實不會輸給男性,不要自我受限或擔心世俗眼光。

 中研院院長翁啟惠表示,台灣應多鼓勵具有潛力的女科學家,目前中研院女性研究人員約20%,比例偏低,還有成長空間。

 周苡嘉說,她生長在普通家庭,父親是大學職員,母親是裁縫師,她在念嘉義女中數理資優班的時候,因參加科展發現自己喜歡動手做實驗,後來考上清大材料系,畢業後前往美國洛杉磯加州大學(UCLA)攻讀材料博士。

 她只花3年9個月就拿到博士學位,當時才26歲,曾在IBM工作2年多,前年8月被延攬到交大任教。她表示,投入基礎科學研究要耐得住寂寞,她常在實驗室一待就12小時,鼓勵年輕人,要多探索興趣,找到自己的潛能。

alexpon
單核心電腦
單核心電腦
文章: 596
註冊時間: 2006-05-10 21:19
newboincstats_no: 21591
CPU 主力專案: 其他專案
來自: Taiwan

Re: 物理資訊

文章 alexpon » 2014-07-05 19:38

新科中研院士》張益唐

「給定任何正整數 M,一定找得到相鄰質數P Q皆大於M,使得P跟Q的差距小於七千萬。」

http://technews.tw/2013/06/28/bounded-g ... en-primes/ <--來源

他的「髮絲步」撞破數學界的「質數牆」 華人數學家張益唐破解百年數學謎題 
作者 連 以婷 | 發布日期 2013 年 06 月 28 日 | 分類 投資

※本篇文章在一些數學的表達上詢問過張益唐博士的意見。

在有關質數研究的最新結果還未公諸於世之前,數學界幾乎沒有人認識這位來自中國、沒有任何背景靠山的數學講師──張益唐,而他的這篇文章「Bounded gaps between primes」〈質數之間的有界距離〉,已被全球最具權威的數學期刊Annals of Mathematics接受並即將刊出,一夕之間洛陽紙貴,在數學圈裡引起不小的轟動。至於這位有著普度大學數學博士頭銜,卻一度找不到教職的數學家卻謙遜的表示:我幸運地突破了髮絲般的距離。


髮絲般的距離,從2000年前談起

到底「髮絲般的距離」是什麼?這就要從兩千多年前談起,當時的古希臘數學家歐幾里德(Euclid),首先證明質數在自然數中有無窮多個(質數是指正因數只有1和本身的正整數)。但「無窮多個」這個答案並不能完全滿足數學家的好奇心,他們希望知道質數的分布情形,到底質數在整個自然數中是隨機出現,還是具有一定的規律?如果質數之間的距離是隨機的,那麼出現無窮對、距離為某個數值的質數就不是那麼自然的事了。

tn1306280207

有上過國中數學的人都知道,隨著數值的變大,質數出現的次數也越來越少,比方說在10以內的質數有2、3、5、7共四個,占了40%,而100以內的質數有25個,占25%,至於100萬以內的質數只占了7.85%,顯然質數的分布是越來越稀疏,同時質數之間的平均距離也越來越遠,而這個現象由黎曼發現,在20世紀初被證明。因此數學家就產生了疑問,當質數越大,它跟下一個質數的差距也是越來越大,那是否存在一個值M,使得差距為M的相鄰質數有無限多個。

在還未解開這個疑問前,他們找到幾組例子,其中一個就是有無窮多組的孿生質數存在。孿生質數就是兩個相鄰且相差2的質數,例如3和5,17和19,目前發現最大的孿生質數為2,003,663,613 × 2195,000 − 1 和2,003,663,613 × 2195,000 + 1,而這個例外就衍伸出著名的孿生質數猜想(twin primes conjecture):是否存在無窮多相差2的相鄰質數。

tn1306280208

從無窮大到7000萬

至於張益唐的論文就是證明了孿生質數猜想的弱化形式,他發現無論我們找再大的質數,無論相鄰質數變得有多稀少,一定找的到差小於7,000萬的相鄰質數,換句話說也就是無窮多對的相鄰質數,其間之差小於7,000萬。而他所稱「髮絲般的距離」,其實就是從無窮大推進到7,000萬的距離。

雖然張益唐的論文未能解決孿生質數猜想,對於一般大眾來說,從7,000萬到2似乎仍像一道鴻溝難以跨越,但在數學家的眼中,這可是一項了不得的成就,美國數學家戈德菲爾( Dorian Goldfeld)就評論說:「從7,000萬到2的距離,相比於從無窮到7,000萬的距離,是非常微不足道的」。這位曾被忽略的數學家張益唐,以他謙稱的「一小步」,帶領數學界在質數領域跨出「一大步」。

自從他的研究在5月中被公開,孿生質數外圍那道最難以攻克的牆,應聲倒塌,數學家蜂擁似的朝孿生質數接近。根據PolyMath最新公布的結果,目前相鄰質數的差值(Bounded gaps between primes),已逼近到10,000。

tn1306280204

質數與密碼演算法

或許有人會好奇的問「了解質數的分布與我們生活有什麼相關」,最為相關就是密碼演算法。現今許多演算法,都是從質因數分解(integer factorization)與離散對數(discrete logarithms)計算而來。例如公開金鑰加密法(Public-key cryptography),就是隨機產生兩個位數很大的質數,再相乘產生暗文完成加密動作,若對方沒有私密金鑰,很難用質因數分解法破解訊息產生明文。

但如果能找出質數的規律,並且能計算出來,兩個質數的乘積就容易反向推導解出來,那原本以暴力破解法需花費一生才能解開的密碼,就能輕易用規則找出加密用的多位數質數。

張益唐目前在新罕布夏州大學(University of New Hampshire)擔任數學和統計系講師,相較於同輩的數學家,他的學術生涯並不順遂,博士班畢業後一度找不到教職,還曾做過會計師,甚至在Subway這個知名的連鎖三明治店工作。雖然在如此艱難的環境,他卻始終沒有放棄思考和鑽研熱愛的數學問題,他稱這個發現是長期研究的積累,一旦有機遇,就成功地突破難題,找到別人沒有想到的特別突破口。而這也是一種運氣。

附註:

感謝各位讀者的指正,我們去信詢問了張益唐博士,他指出「不管任何的、多大的相鄰質數,一定找的到差距小於7000萬的相鄰質數」表達方式較貼近他的結論,也就是說差距數列中小於七千萬的個數有無限多個。

另外也詢問一些數學專業人士,他們提供了更正確的說法:「給定任何正整數 M,一定找得到相鄰質數P Q皆大於M,使得P跟Q的差距小於七千萬。」

華裔數學家獲麥克阿瑟天才獎 曾做餐館外賣員
【記者馬穎慧/綜合報導】 美國跨領域的「麥克阿瑟天才獎」於9月17日揭曉。在今年的21位獲獎人名單中,有一位曾「流浪」八年的華裔數學家張益唐。

麥克阿瑟天才獎是美國頒發給藝術家、學者和專業人士的最負盛名的獎項之一,該獎每年由麥克阿瑟基金會頒發,獲獎者是來自於各個年齡層、各個領域的美國公民。麥克阿瑟基金會表示,這個獎項絕非獎勵獲獎者過去的成就,而是對於一個有創意、有洞察力和有潛力的人的投資。

現年59歲的張益唐是美國新罕布夏大學數學與統計學系教授,其在孿生質數猜想上的重大突破,為其贏得2014年的麥克阿瑟天才獎和2014年的柯爾獎(Cole Prize)中的數論獎。柯爾數論獎是美國數學學會頒發給該學會有卓越貢獻的成員和優質學術論文作者的一種數學專業學術獎項。他還於2014年被中華民國的最高學術研究機構──中央研究院評選為該學院第30屆數理學科組院士。2013年的第六屆世界華人數學家大會曾頒給他「晨興數學卓越成就獎」。

但可能很少有人知道,張益唐的成功之路並不平坦。1984年畢業於北京大學的張益唐擁有北京大學的大學和碩士學位,後來又獲得了美國知名學府普渡大學的博士學位,但是,由於他做博士論文時與普渡大學導師莫宗堅的意見不同,畢業後沒有得到莫宗堅教授的推薦信;而他的博士論文也因他追求完美的性格,認為文章沒有達到自己的期望而沒有正式發表。

賓州州立大學的一位教授認為張益唐博士論文中所做出的雅可比猜想是證明得最好的一個;但他一直無法得到美國學術界的認可。

自1991年起,他開始了長達八年的「流浪」生活。期間為了生存,他曾長年在外打工。他曾擔任多年會計,也曾在速食連鎖店Subway打工,還曾在一家中餐店擔任外賣,或到汽車旅館打零工。雖然前北大校長、北大著名數學家丁石孫教授曾在這段時間中力邀張益唐返回北大,但是張益唐硬是沒有回去。

就這樣「銷聲匿跡」了八年之後,張益唐才通過朋友的舉薦,於1999年進入美國新罕布夏大學,擔任該大學數學與統計學系的講師。

促成他一鳴驚人的是他於2013年4月在《數學年刊》發表的論文,他成功地證明孿生質數猜想的一個終極數論問題,那就是「存在無窮多個之差小於7000萬的質數對」。這個猜想被學術界認為超過了陳景潤的「1+2」證明的意義。2013年武漢國際數學模型與計算研討會對張益唐的猜想的評價是「華人數學家有史以來最好的證明結果。」

麥克阿瑟獎為張益唐教授提供了為期5年總價值62.5萬美元的獎金,對此張益唐在接受採訪時說,他感到非常吃驚也非常興奮。他對年輕數學學者的建議是:將持續的思考養成習慣,在研究工作遇到困難時,可以稍事休息,換一個角度去思考,「這時你可能會得到一些意想不到的東西」。

alexpon
單核心電腦
單核心電腦
文章: 596
註冊時間: 2006-05-10 21:19
newboincstats_no: 21591
CPU 主力專案: 其他專案
來自: Taiwan

Re: 物理資訊

文章 alexpon » 2014-10-15 04:17

新太陽能電池會呼吸 光氣式蓄電量增兩成
圖檔

【記者李小奕/報導】美國俄亥俄州立大學(The Ohio State University)首度將太陽能板和電池結合,成為一個電池元件,這項發明不僅可以降低製造成本,還解決了太陽能在蓄電中的電能耗損問題。

據俄亥俄州立大學表示,這種混合式太陽能電池是透過光與氧氣,將採光與蓄電兩種功能合為一體。「光氣式」太陽能電池的關鍵技術,是運用一片可讓空氣進入電池的網狀太陽能板,以及一種能在太陽能板與電池電極之間傳送電子的特殊流程。

研發「光氣式」太陽能電池團隊的吳(Yiying Wu)教授說:「基本上,這個電池會呼吸。」「它在放電時吸氣,充電時吐氣。」

研究學者認為,使用這種太陽能蓄電池(solar battery)可以減少25%的再生能源成本,另外還解決了長久以來太陽能發電的效能不足問題,克服了太陽能板與外接電池之間的能源耗損情形。通常,從太陽能板進入電池的電量只有80%,而這項新發明可讓光在電池內部轉換為電子,使蓄電量幾乎達到100%。

吳教授的研究團隊使用「X射線光電子能譜技術」(X-ray photoelectron spectroscopy)來分析電極材料的耐用度,以便得知電池的壽命。研究人員認為,將來這種太陽能蓄電池的壽命可媲美市面上的充電電池。

這項研究計畫得到美國能源署的資助,團隊將繼續探索不同的新材料,來提升太陽能蓄電池的效能。這項新的研究成果發表在2014年10月3日的《自然通訊》(Nature Communications)期刊上。◇

英文稿

alexpon
單核心電腦
單核心電腦
文章: 596
註冊時間: 2006-05-10 21:19
newboincstats_no: 21591
CPU 主力專案: 其他專案
來自: Taiwan

Re: 物理資訊

文章 alexpon » 2014-11-27 06:47

熔融地核中的湍動可增強地球磁場
圖檔
法國CNRS與格勒諾布爾大學(Université Joseph Fourier Grenoble)等單位所屬的地球科學研究所(Institut des Sciences de la Terre)研究學者的最新研究結果指出:地球核心內熔融金屬的紊亂而無規律的運動,並不會抵銷地球磁場的強度,反而是對地球的磁場的增強有所貢獻。他們是透過模擬地球外核中被封閉在兩個旋轉中的同心金屬球殼間的液態鈉狀態而得出上述結論。

  和其他行星與絕大部分的恆星一樣,地球是經由所謂的「發電機作用(dynamo action)」來產生磁場,也就是說由於導電流體的運動,電磁感應之故而產生磁場;在地球的案例中,即為混和了熔融的鐵與鎳等金屬元素的導電流體的流動所產生的。

  地球的液態金屬主要位在地球的外核中,而在外核以內的內核則主要是由固態金屬所組成。外核中液態金屬的運動主要是因冷卻而引起的對流運動;但實際的運動非常複雜:長距離的流體運動已經確知會產生磁場,但除此之外,還有許多紊亂的波動,牽涉到一些古怪而無規律的短程運動。雖然大氣與海洋中也有湍動(turbulent motion),可是地核中的湍動不同,因為它深深受到地球自轉和強磁場的綜合影響。科學家到目前為止還無法在實驗室中複製出這麼獨特的湍動,利用電腦模擬運算也無法完全解決,所以地球物理學家們一直無法確認這些湍動對地球磁場而言,究竟扮演了什麼樣的角色。

  為了更瞭解這些湍動和地球磁場之間的互動,這些研究學者從2005年開始進行Derviche Tourneur Sodium實驗,將40公升的液態鈉(導電流體)封閉在兩同心金屬球殼之間的空間中,成為一個地球外核的縮小模型;金屬球殼的主要成分是銅,兩球殼的大小恰為地球內核半徑(地心到內核與外核的交界處)與地球外核半徑(地心到外核與地函的交界處)的比例。這個模型最獨特的地方就是他們在內層金屬球殼以內的空間中間放置一個磁鐵來製造強磁場,當轉動這個球殼時,便能有效地帶動2球殼之間的導電液體跟著運動。在這些狀態下,液態鈉主要受到強磁場支配而快速轉動,並預期它會一如地球核心般,同時具有大尺度動和小規模的無規律擾流。

  在外球殼周圍和液態鈉中都有設置感應器以偵測磁場狀態,另外還用超音波波束(ultrasound beam)以都卜勒效應(Doppler effect)測量這些液體的流速。通過這些測量資料,這些研究學者發現液態鈉的湍動會增加流體導電能力,進而使磁場被增強,而不會如以前的實驗所稱會減弱磁場。這是首度在實驗室中觀察到這個現象,並且已經獲得數值模擬的確認。

  這項發現除了瞭解地球本身的狀態外,還可應用到其他擁有磁場的行星和恆星上。因為這多出來的磁場分量,或許可以解釋金星的液態金屬核為何不能製造出磁場來。不說外面的世界,單說我們所在的地球,也可以利用這些湍流來瞭解地球磁場反轉的奧秘呢!

資料來源:http://www.sciencedaily.com/releases/20 ... 084631.htm, 2014.11.17, KLC
原文論文資訊

回覆文章

誰在線上

正在瀏覽這個版面的使用者:沒有註冊會員 和 2 位訪客