能防微波輻射的絕緣體

可調(diào)介電材料是復(fù)雜微波線(xiàn)路的寶貴構(gòu)成部分，但這種材料由于它們結(jié)構(gòu)中的內(nèi)在缺陷在微波頻率工作時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生損失。Che-Hui Lee及同事選擇了一組已知損失極低的介電材料，現(xiàn)在他們介紹了這些材料何以能夠被工程處理以提高其可調(diào)性并獲得能夠與所有已知可調(diào)微波介電材料相媲美的性能水平。

能量子相互作用的實(shí)現(xiàn)及磁量子約束態(tài)的觀(guān)察

本期Nature上發(fā)表的兩篇論文顯示，能量子在非常不同的物理系統(tǒng)中的傳播會(huì)表現(xiàn)出相同的、異常的動(dòng)態(tài)，其中受約束的“量子對(duì)”會(huì)變成居主導(dǎo)地位。Ofer Firstenberg 等人實(shí)現(xiàn)了單個(gè)光子（即光量子，它們通常不發(fā)生相互作用）之間的相干相互作用。他們是采用一種量子非線(xiàn)性介質(zhì)做到這一點(diǎn)，在其中單個(gè)光子相配成對(duì)，作為巨大粒子以強(qiáng)相互吸引力來(lái)運(yùn)動(dòng)。這一方法的潛在應(yīng)用包括全光開(kāi)關(guān)、確定性光量子邏輯以及光的強(qiáng)相關(guān)態(tài)的生成。

第二篇論文是關(guān)于磁量子（在磁體中攜帶能量的量子）的。80多年前，Hans Bethe預(yù)測(cè)到了基本自旋波（磁量子）的約束態(tài)在一維量子磁體中的存在。此前該現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)觀(guān)察一直難以實(shí)現(xiàn)，但現(xiàn)在Takeshi Fukuhara等人在由一個(gè)光晶格中的超冷玻色原子構(gòu)成的一個(gè)體系中觀(guān)察到了兩個(gè)磁量子的約束態(tài)。這些結(jié)果為研究量子磁體的基本性質(zhì)提供了一個(gè)新途徑。在配發(fā)的一篇News and Views文章中，Sougato Bose在量子多體動(dòng)態(tài)的統(tǒng)一背景下對(duì)這兩個(gè)獨(dú)立的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了分析。

通過(guò)測(cè)量來(lái)穩(wěn)定量子系統(tǒng)

一個(gè)量子態(tài)（如一個(gè)粒子處在兩個(gè)能級(jí)之間的超級(jí)位置）在與環(huán)境接觸時(shí)會(huì)很快回到經(jīng)典態(tài)。為了避免這種“去相干”，大部分努力通常都是將量子裝置與其周?chē)h(huán)境解耦。但也有另一種辦法。

Kater Murch等人發(fā)現(xiàn)，量子相干性能通過(guò)對(duì)環(huán)境波動(dòng)的連續(xù)、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)來(lái)保持。他們研究了這樣一個(gè)量子位：它由嵌入在一個(gè)微波腔中的一個(gè)超導(dǎo)裝置組成，后者的波動(dòng)可能會(huì)造成“去相干”。準(zhǔn)確測(cè)量這種波動(dòng)的相位或振幅的動(dòng)作被發(fā)現(xiàn)會(huì)引導(dǎo)該量子位的狀態(tài)沿隨機(jī)軌跡變化，后者在性質(zhì)上純粹是量子性的。這項(xiàng)工作為在從生物系統(tǒng)到量子計(jì)算機(jī)的復(fù)雜環(huán)境中對(duì)量子系統(tǒng)進(jìn)行操縱提出了一種新的控制方式，它利用的是通過(guò)測(cè)量所產(chǎn)生的遠(yuǎn)距離動(dòng)作。

由“磁星”提供能量的超明亮超新星

對(duì)最近發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)變暗速度慢、超明亮的超新星（被命名為PTF12dam和PS1-11ap）所做的觀(guān)測(cè)，顯示了相對(duì)較快的上升時(shí)間（rise time）和藍(lán)顏色，這與“對(duì)不穩(wěn)定性”（pair-instability）機(jī)制是不一致的，到目前為止被認(rèn)為是對(duì)超明亮事件的最好解釋。

作者提出一個(gè)模型，在其中來(lái)自這些能量相當(dāng)大的超新星的碎片是由磁性中子星或“磁星”提供能量的。

最遙遠(yuǎn)的成星星系得到證實(shí)

“哈勃太空望遠(yuǎn)鏡”的數(shù)據(jù)產(chǎn)生了所觀(guān)測(cè)到的紅移值在“大爆炸”之后不到10億年的星系的數(shù)以百計(jì)的候選星系，但迄今為止人們只證實(shí)了它們當(dāng)中少數(shù)幾個(gè)（與我們）的距離。利用Keck I望遠(yuǎn)鏡上最新投入使用的MOSFIRE攝譜儀，Steven Finkelstein及同事探測(cè)到了一個(gè)具有可被證實(shí)處在紅移值為7.51處的一條發(fā)射線(xiàn)的星系，這使它處在“大爆炸”之后7億年的一個(gè)時(shí)期，也使其成為通過(guò)光譜方式證實(shí)的最遙遠(yuǎn)的星系。該星系的顏色與其金屬含量較大相一致，它的成星速度之快令人吃驚，每年大約形成相當(dāng)于330個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量的恒星，比在“銀河系”中看到的速度大100倍。作者提出，早期宇宙中這種具有強(qiáng)烈成星活動(dòng)的地點(diǎn)可能要比以前所預(yù)計(jì)的多很多。