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2021-11-08 中国科学报 李言
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  压缩二氧化硅玻璃中的渗透转变

  研究人员报告了压缩二氧化硅玻璃的从头计算,表明从低到高密度的非晶结构变化发生了一系列的渗透跃迁。

  当压力增加到82GPa时,在临界压力下,一系列由角或边共享的四面体、五面体和八面体组成的长程(“无限”)渗流团簇出现,取代了之前的低折叠协调多面体和低连通性的“阶段”。这一机制为3GPa左右的机械异常以及超过10GPa的结构不可逆性等特征提供了一个自然的解释。

  一些已经发现的非晶结构与最近报道的科石晶IV和V晶体相似,突出了SiO5五面体基多晶在玻璃状二氧化硅致密化过程中的主要作用。研究结果表明,渗流理论为理解非晶—非晶相变的性质和途径提供了一个框架,并为预测非晶固态和相关液相开辟了新的途径。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03918-0

  半导体空穴布洛赫波函数的重建

  在高阶边带产生中,近红外激光在半导体中产生的电子和空穴被强太赫兹场加速到高动能,并在散射前反冲发射近红外边带。

  研究人员通过实验测量边带极化,并引入一个理论,将这些极化与不同的回忆路径之间的量子干涉联系起来,重建了砷化镓中两种类型的空穴在波长远长于原子间距的波长下的布洛赫波函数。这些布洛赫波函数在球体的表面上清晰可见。原则上,可以从任何直接间隙半导体或绝缘体中观察到高阶边带产生。

  研究人员期望该方法可用于重建这些材料中的低能量布洛赫波函数,从而深入了解凝聚态物质的电子与光学性质的起源和工程。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03940-2

  市场需求冲击的边际石油对碳的影响

  研究人员探讨了边际原油来源的生命周期温室气体排放影响,确定了对石油需求下降最敏感的生产者的上游碳强度(CI)。

  研究人员将1933个油田(约占2015年全球供应量的90%)的生产盈利能力计量模型与它们的生产CI联系起来,然后,在3种石油市场结构下考察它们对需求下降的反应。

  据估算,小的需求冲击与大的冲击具有不同的上游CI影响。不管市场结构如何,小冲击取代的主要是重质原油,其CI比全球平均水平高出25%~54%。

  然而,当冲击变得更大时,如果具有市场影响力的生产者协调应对需求下降,这种不平衡就会减弱。减少石油需求的碳排放效益取决于需求下降幅度和全球石油市场结构。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03932-2

  实验相对论零知识证明

  在当今信息化时代,保密是一项重大挑战。计算机科学的发展通过零知识证明的概念提供了一个解决方案:证明者可以说服验证者某一陈述的有效性,而根本不需要对证明进行详细阐述。

  研究人员报告了这种零知识协议的实验实现,涉及两个分离的验证者—验证者对。安全性是通过狭义相对论的物理原理实现的,不需要计算假设(例如单向函数的存在)。

  研究完全依赖于现成的设备,无论长(≥400米)或短(60米)距离都在1秒内起效。这证明了多验证者零知识协议的实际潜力,在身份识别任务和区块链应用(如加密货币或智能合约)方面很有前景。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03998-y

打印 责任编辑:阎芳

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