主题：借贵地打个科普网站的广告 -- revive

http://www.threebody.org/dp/node/65

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LHCb 合作组观测到 Λ_b 粒子的两个新的激发态，与标准模型漂亮的符合。和质子及中子一样，Λ_b 粒子由三个夸克组成。在 Λ_b 的例子中，它们是上、下和美（底）夸克。（译者注：底夸克 bottom 有时也被称为 beauty）

尽管发现新的粒子越来越像是 LHC 实验中的例行练习，它远不是一个显然的行为，特别是当粒子的质量很高的时候。这两个 Λb 粒子的激发态在 LHC 的高能粒子质子对撞中产生，（物理学家）发现其质量分别是 5912 MeV/c^2 和 5920 MeV/c^2。换句话说，它们相当于质子或者中子5倍多的重量。

物理学家只在数据明显的显示出相关的信号时才宣布一个发现。为了达到这个目的，他们通常需要分析大量的数据样本。为了得到这个漂亮结果， LHCb 合作组分析了来自2011年数据获取期中所得到的60万亿（6×10^13）个质子对撞中的信息。特别的，由于激发态在衰变之前仅仅存在很短时间，物理学家们仔细研究了衰变产物，并且追踪整个过程回到其衰变顶点。这个分析花了科学家们几个月的时间，直到今天他们才能拿出具有非常高的统计显著性的发现——第一个激发态是 4.9 σ，第二个则是 10.1 σ。

根据标准模型——这个理论告诉我们夸克是如何组成粒子和物质的，尽管科学家们在之前从来没有观测到 Λb 的激发态，他们还是期望其存在。 因此，LHCb 的结果是对这个理论的成功的新的证实。

物质的激发态

物质能够由不同的能量状态组成。最稳定的——也就是那些在衰变前存活得最长的——被称为“基态”，在这种态下，粒子具有最低可能的能量。而具备更高的能量的态被称为“激发态”。自然界允许它们存在，但是很不稳定。形成的能量越高（或者说，质量），它们就越不稳定。

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随着 BaBar 的长期数据访问计划（LTDA）项目的完成，超过8年的原始粒子物理数据将被至少保存到2018年，供分析或者再分析。该项目保存了完整的 BaBar 数据——所有的超过530每飞靶（一飞靶相当于 10^{39} 平方厘米）的数据——这通过将数据在某种意义上停止其时间，嵌入一个计算茧中，从而可以安全的升级、排除错误和打补丁。任何可能中断这个保存数据的计算环境的事物都被通过精心布置服务器、软件和网络虚拟机排除在外。

BaBar 的 LTDA 项目是一个为下一代保存来之不易的数据的不断增长的运动的一部分，而不是将数据保存在过时的存储介质上并让它们逐渐被遗忘。BaBar 自1999到2008年的时间内，从 SLAC （斯坦福直线加速器中心）的 PEP II 对撞机的电子-正电子对撞中获取数据，寻找为什么是物质，而非反物质充满了这个宇宙的原因的迹象。

BaBar 的研究者们不仅忙于探索他们的原始问题的奥秘，也使用 BaBar 的数据为其它新出现并能够处理疑难指明方向。现在这些数据准备好了。

“我们是第一个到达这样的成熟状态的数据保存成就。”尽管 LTDA 项目必须要面对大量的批评， BaBar 的计算负责人 Tina Cartaro 依然这样说道。她补充说，数据必须要易于管理，并且维护起来消耗最少。

同时， BaBar 的研究者们想挖掘出数据的全部潜力。“我们想能够从最基本的地方——自底向上完成所有的事。”她说，例如重新运行为 BaBar 的大约500篇发表的论文所作出贡献的所有的分析。

数据也必须可用于检查其它实验的结果，或者帮助定位新出现的问题，例如是否一些暗物质的粒子比过去所认为的要轻得多，并能够与普通的光子相作用。

如何解决？为数据创建一个在虚拟机之上的冻结世界——虚拟机是存在于物理机器的计算环境之上的实际机器的复本，使用它们自己的操作系统并运行它们自己的程序。LTDA 的计算机架构被设计成为保持 BaBar 的虚拟世界的安全性和不可改变性，不仅仅独立于 SLAC 的网络，也同万维网的其余部分独立。

BaBar 合作组的成员们能够在虚拟机中访问数据，运行新的分析，获取他们的结果并保持在不同的位置，但是在虚拟机上不会留下任何新的东西。出于同样原因，“从虚拟机上无法访问 LTDA 系统之外的文件系统和帐户。”BaBar 的名誉计算负责人 Homer Neal 说道。

结果就是， SLAC 的计算基础设施受到保护，免遭任何可能在虚拟机上出现的问题，他说：“ LTDA 不会损坏任何东西。”

http://www.threebody.org/dp/node/63

流体中的微粒因为受到来自周围的流体分子的撞击而做无规则的运动被称为布朗运动，它是以生物学家罗伯特 布朗于1827年的发现而命名的，尽管在这之前已经有不少人注意到了这个现象。1905年，爱因斯坦在他的一篇论文中给出了布朗运动的数学描述，得到了粒子的平均位移和时间之间的关系。

限制扩散聚集（Diffusion-Limited Aggregation，DLA）描述了一系列进行布朗运动的粒子形成聚集的情形。它所形成的聚集称为布朗树。在自然界中，可以观察到大量的这种情形，比如矿物的沉积。该算法需要一个“种子”，当随机运动的同类粒子碰到“种子”后，就会固定下来。

请访问 外链出处 观看 DLA 的动态演示。

http://www.threebody.org/dp/node/62

在我们现在这个时代，人类平均每年消耗着15万亿瓦的能量，这其中的85%来自于石油、煤炭、天然气的燃烧。这些矿产资源的生成需要很长的时间，有的需要上百万年，而按照现在的速度，最多再过几百年，这些能源将被耗尽。而更加严重的是，由于这些化学物质的燃烧带来环境的恶化，正在快速破坏着传统的生态系统。所以寻找清洁的替代能源，使现代文明可持续的发展，迫在眉睫。

从科学的角度来说，除去核能，地球上大部分的能量来源都是太阳能。石油等燃料是自然界的物质吸收太阳能后将其转化成化学能而形成的，风能主要是由于太阳照射导致不同区域之间的温度差形成的；由太阳照射形成的水蒸气漂移到高海拔地区冷却后凝结成水，沿着地势流到低海拔区域后再次吸收阳光蒸发，这样的循环导致了大江大河的流动，带来了水力能源。所以太阳能的利用，是人们选择清洁能源的时候不可回避的课题。

太阳能的利用的主要途径是光伏效应，目前这方面的研究正在快速的发展。但是转化成电能之后，一个主要缺点是电能的存储密度太低，不能直接应用于一些重工业或者交通运输工具，比如飞机的能量提供。所以除了光伏效应以外，人们也致力于将太阳能转化为化学能储存，比如氢气，甲烷等。无论从环保的角度还是能量密度的角度考虑，氢气都是最理想的能源。

近年来这个领域有着一些激动人心的进展。麻省理工的Daniel Nocera组研制出一种人造的叶子，这是一种由多层硅基太阳能材料组成的结构，表面上都附有一些特殊的催化剂，能够加速太阳能的吸收并且完成人工光合作用。所谓人工的光合最用是指通过吸收光能，将水分解成氧气和氢气，而天然的光合作用还有另外一步就是将二氧化碳和水合成葡萄糖，由于这一步只是涉及到物质转换，并没有太多的能量输出，所以在以能源为目的的人工光合作用中就被忽略了。

把这样的一片人造叶子放在任意的水环境中，在有光照的条件下，水里会慢慢的产生氢气和氧气可供收集。将氢气和氧气分离开，压缩，就可以得到能量密度极高的液态氢。这样的一个过程除了可以收集能量以外，还可以用于海水淡化制造饮用水。这在人类社会高能需重污染的今天是非常有用的。

在附图中我们可以看到这种叶子非常简单的结构，目前这样的一片叶子光合作用的效率是普通叶子的6-8倍，我们可以通过如下这个链接看到它工作的视频，外链出处

http://www.threebody.org/dp/node/61

（Phys.org）--日本理化所仁科加速器科学研究中心的研究者们为了培育出能够抵抗盐水的大米，在过去的二十多年中使用他们的粒子加速器让大米产生变异。到目前为止，他们的成果依然很有限，只有一种新的抗盐大米变种被制造出来，它面临着和关于其味道的混合反应。但是现在，由于这个国家去年的海啸让海水污染了许多农田，因此研究者们再度努力，据报道，他们正在接近研发出一种全新的抗盐水谷物。

培育新的植物物种的主意并不新奇，它已经进行了多个世纪。在加速器设备上工作的研究者们所做的是加速这个过程。所有的育种都基于植物细胞内发生的变异。人们更加喜欢植物中那些能够得到正面结果的变异而不是相反。随着时间推移，植物中的后代可能和想要的效果更加接近。一个由 Tomoko Abe 领导的位于理化所的研究组，使用粒子加速器让离子束撞击稻谷，在其基因中产生大量的变异。接下来，这些稻谷被播种种植，并被测试是否能够抵抗盐水。通过测试的则和其它种类的进行杂交，以期望找到具备抗盐性和好口味的完美混合品种。通过这种方式，这个小组能够在几年之内创造出一种新的稻谷，而使用自然杂交方法的话，可能需要数十年的时间。

研发能够抵御海水中的盐分的稻谷不仅仅对日本非常重要——在该国海水浸过的农田中收成会减半，对世界上的其它国家也很重要。随着人口的增加和海平面的上升，对那些偶尔被海洋所泛滥的陆地来说，如果能够在上面生长的稻谷被研发出来的话，它们将变得可以利用。

理化所的研究者们已经研发出了一种稻谷，当其被海水浸过后，产量仅仅下降百分之二十，他们希望随着更多研究的进行，能够继续改进这个结果。他们希望最快在四年之内，培植出具有完全抵抗性的稻谷。

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来自 ESO （欧洲南方天文台）的 VISTA 红外观测望远镜的一副关于 Messier 55 的图片显示了成千上万的恒星像蜜蜂一样聚集在一起。除了聚集在相对小的空间里面之外，这些恒星属于宇宙中最古老的星体。天文学家研究 Messier 55 和其它类似的称为球状星团的古老天体，以了解星系如何演化和恒星的的年龄。

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球状星团通过引力聚集成一个紧密的球形。在 Messier 55 中，恒星确实组成了亲密的同伴：大约10万颗恒星聚集在一个半径仅相当于太阳到最近的恒星系统半人马 Alpha 星距离的25倍的球内。

（天文学家）已经观测到了大约160个球状星团环绕我们的银河系旋转，大部分朝向它的突出中心。最近，（他们）使用 VISTA，宣布了最新的两个发现。最大的星系可以有上千个这种恒星富集的系统围绕它们旋转。

对于球状星团中恒星的观测显示出它们大概是在相同的时间内组织起来的——大约在100亿年之前——来自同一片气体云。由于这个形成时间就在大爆炸之后几十亿年内发生，几乎那时所有的气体都是宇宙中最简单、最轻和最普遍的物质——氢，以及一些氦和少得多的重元素——例如氧和氮。

由于球状星团中的成员大部分来自于氢，这可以将它们和在之后的时间内诞生的恒星——例如我们的太阳——分辨开来，新的恒星中混入了由较早的几代恒星所制造出来的重元素。太阳在大约46亿年之前点亮，它只有大部分球状星团中最古老的恒星的一半的年纪。形成太阳的云的化学组成可以由太阳系中各处——小行星，行星以及我们身体中——所发现的大量元素反映出来。

天文观测者们可以在人马座（射手座）找到 Messier 55。这个显眼的大型星团看上去相当于满月宽度的三分之二，虽然它距离地球大约一万七千光年之遥，但是使用一个小型的望远镜看到它并不困难。

法国天文学家 Nicolas Louis de Lacaille （尼古拉·路易·德·拉卡伊）在1752年首次记录了这个星体分组，26年后，另一个法国天文学家 Charles Messier （查尔斯·梅西耶）在他的著名天文分类目录第55条目中记录了这个星团。这个天体也在新总表——一个在19世纪晚期建立的包含了扩展的天文目录并被广为引用的目录——中交叉列出为 NGC 6809。

（天文学家）使用了 ESO 位于智利北部的 Paranal 天文台的4.1米可见光和红外天文观测望远镜（VISTA, eso0949）所测得的红外光得到这幅图像。

除了 Messier 55 中的恒星， 这幅 VISTA 的图像中同样记录了许多比这个星团更远的的星系。在这幅图像中心的右上方，一个明显的漩涡星系显示了出来。

http://www.threebody.org/dp/node/59

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黑洞的质量分布于相当广大的范围内。一些黑洞来源于大质量恒星的超新星死亡，它们只有大约一个太阳质量，而那些处于星系中心（称为超重黑洞）的则具有上百万甚至数十亿太阳的质量。超重黑洞相对来说更加有名，因为它们是在星系中观察到的强力喷注和其它引人注目的现象的来源。我们的银河系中央包含了一个中等大小的超重黑洞，大约是四百万个太阳质量，并且（对我们来说幸运的是）它并不活跃——它缺乏在其它地方所观察到的极端现象。

黑洞是如此致密，以至于没有任何东西——包括光——能够逃脱其引力掌握。但是，黑洞依然能被探测到，因为落入其中的物质变热，并放出明亮的辐射。例如，当一个天体（也许是气体云或者恒星）运动到过于接近黑洞并被吃掉时，会产生一个短时间的闪耀。天文学家对于测量闪耀的亮度增长相对于其降低的方式特别感兴趣，因为升高的辐射的形状包含了实际的落入黑洞过程的线索。然而，观测这种事件十分困难，因为闪耀活动可能只持续几个月——当它在太空中被观测到的时候，关于闪耀活动的最富于判断力的阶段可能已经过去。此外，来自更小的超重黑洞的闪耀（类似银河系中心的黑洞）可能会相应的更弱。

Pan-STARRS （全景观测望远镜及快速响应系统）是一个有小的镜面（1.8米），但是具有非常大的视场及大型数字相机（14亿像素）的望远镜，它被特别开发出来寻找短暂的事件。它在一个月内，可以数次观测整个可能的天空。在2010年5月，它发现了位于大约20亿光年远的星系里面，一个之前不活跃的银河系大小的黑洞显示出一个闪耀。一个包括了 CfA 的 Ryan Chornock, Edo Berger, Peter Challis, Gautham Narayan, Ryan Foley, George Marion, Laura Chomiuk, Alicia Soderberg, Bob Kirshner, 及 Chris Stubbs 在内的天文学家小组，进行了一个积极的跟进观测活动，以了解正在发生的事件。

这个小组在本周的《自然》上报告了他们的发现。他们在这个闪耀爆发后大约40天开始观测，在其到达顶峰前也差不多40天，从而为这个事件的大部分阶段提供了高质量的数据。关于（闪耀）光的详细建模使得这个小组推断出这个黑洞比之前所认为的要轻，只相当于两百万个太阳质量，被吞入的天体很可能是一个演化后期的恒星（年龄大约50亿年），其质量大约是0.2个太阳质量。这个新的结果提供了一个关于这些奇异的宇宙闪耀的特别引人注目的详尽视角，并且为这些闪耀事件的综合模型提供了支持。

• 你out了

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原始出处：http://www.bris.ac.uk/news/2012/8459.html

一项来自布里斯托尔大学的科学家们发表在《自然·通讯》上的新研究显示，在量子计算机上模拟真实世界会比在经典的计算机上需要更少的内存。

这项研究由数学学院及复杂科学中心的 Karoline Wiesner 博士和来自新加坡的量子技术中心的研究者共同完成，它证实了基于量子力学的计算机使用一种新的方法可以超过经典计算机的性能。

当面对复杂系统时，科学家通常试图识别出其内在的简单性质，这些性质被表达为自然规律和基础原理。然而，复杂系统通常无法进行这种尝试，使得提取内在的规律十分困难。

研究者发现，如果借助量子物理的帮助，复杂系统会比原来所认为的复杂度要低：比起经典的模型，关于复杂系统的量子模型更加简单，并且在预言它们的行为时效率更高。

关于一个特定系统或过程的复杂度的一个好的度量是它在多大程度上可被预测。例如，一个公平的掷硬币的结果是内禀不可预测的，（除了随机猜测之外的）任何花费在预测它的资源都被浪费了。因此，这个过程的复杂度为0。

其它的系统则相当不同，例如神经脉冲序列（这指示了感觉及其它信息如何在大脑中表示）或者蛋白质构象动力学（促进生物功能的分子——蛋白质如何进行结构上的重排）。这些系统具有记忆，在某种意义上是可以预测的；它们比掷硬币更加复杂。

在许多有机体中，这些复杂系统的运行基于对真实的模拟。这种模拟允许有机体进行预测，因此对周围的环境产生反应。然而，如果量子力学能够被用于进行相同的预测并消耗更少的内存，这些系统则不需要像原先想象的那样复杂。

Wiesner 博士补充说：“在更加基础的层次上，我们发现预测的效率依然没有达到由热力学定律多给出的下限——还存在提升的空间。这可能预示着量子力学框架内的一个暂时不对称性的根源。因此在完美的效率下，可逆的模拟特定观测的统计在根本上是不可能的。”

论文：‘Quantum mechanics can reduce the complexity of classical models’ by Mile Gu, Karoline Wiesner, Elisabeth Rieper and Vlatko Vedral in Nature Communications 3, 762 (2012).

论文摘要：arXiv:1102.1994.

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华威大学（University of Warwick）的天体物理学家们发现了四颗白矮星被破碎的行星体包围，这些行星体的组分和地球惊人的相似。科学家们将他们的结果以论文形式发表在《皇家天文学会月刊》上。

白矮星是和我们的太阳相似的恒星的生命末期，是在它们拥有的核反应燃料耗尽之后残留下来的物质内核。天文学家通过使用哈勃太空望远镜进行到目前为止最大规模的白矮星大气的化学组分测量，发现在这四个白矮星周围的尘埃中出现最多的元素是氧、镁、铁和硅——这四种元素大概占了地球组分中93%的比例。

然而，更加重要的发现是这些物质中也包含了极低比例的碳，它（的比例）和地球以及其它环绕太阳的岩石行星非常接近。

如此低比例的碳在被残骸所污染的白矮星大气中测量出来还是第一次。这不仅仅是一个这些恒星曾经至少有一个现在已经毁灭的岩石地外行星的显然证据，这个发现还揭示出这些世界死亡时的最后一幕。

白矮星的大气由氢和（或）氦组成，因此，任何进入它们的大气层的重元素会被拖向它们的核心，由于白矮星的高重力，这些元素在几天之内就会离开我们的视线。因此，天文学家一定是观察到了这些世界死亡的最后一幕，这些物质以一百万千克每秒的速度如降雨般落到恒星上。

这不仅仅是一个这些恒星曾经至少有一个现在已经毁灭的岩石地外行星的显然证据，对于其中一个白矮星 PG0843+516 来说，还讲述了这些世界毁灭时的故事。

这个余下的恒星的大气的尘埃中发现了相对过剩的铁、镍和硫元素。铁和镍在类地行星的核心中存在，因为它们在行星形成的过程中受到引力的拉动，硫则得益于它和铁形成的化合物。

因此，研究者相信他们观察到白矮星 PG0843+516 正在吞食来自岩石行星核心的物质，这些行星大得足以经历过分层，就如同地球上把地核和地幔分开的过程一样。

华威大学物理系的 Boris Gnsicke 教授领导了这个研究，他说使得环绕这个遥远的白矮星的尘埃环毁灭的过程很可能也会在某一天在我们的太阳系内发生。

“我们现在看见的发生在这个几百光年远的白矮星上的事可能是地球在非常遥远的将来的一个很好的写照。当类似我们的太阳的恒星到达了生命的尽头，它们在内部的核燃料耗尽时，会扩大成为红巨星。

“当其在我们的太阳系中发生时——大约离现在数十亿年——太阳会吞没内层行星水星和金星。地球是否会被处于红巨星阶段的太阳吞没还不是很清楚——但是即使它还存在，其表面也会被烤焦。

“在太阳变为白矮星的过程中，它会丢失掉一大部分的质量，所有的行星将向外移动。这可能会导致它们的轨道不稳定，+从而使得在我们的太阳系的不稳定阶段的早期，行星体之间发生碰撞。

“这甚至可能让整个类地行星粉碎，形成大量的小行星，其中一部分的化学组分和行星内核非常相近。在我们的太阳系中，木星可能在太阳的最后演化阶段毫发无伤的幸存下来，破碎的小行星，无论新旧，都落向白矮星。

“在 PG0843+516 中，我们所看到的碎片的吸积物来自于类地行星的内核物质是非常有可能的。”

华威大学的研究组使用搭载在哈勃太空望远镜上的宇宙起源光谱仪观测了在太阳周围数百光年内的超过80颗白矮星。

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将一颗恒星踢出星系很难。

实际上，天文学家所提出的能够给予恒星超过每小时两百万英里的“一脚”的主要机制需要其与星系核心的超大质量黑洞近距离接触。

到目前为止，天文学家找到了16个这样的“超高速”恒星。尽管它们运行的速度快得足够逃脱星系的引力掌握，它们被发现时依然还处在星系内部。

现在，范德堡的天文学家在5月号的《天文学期刊》上报告说他们已经在银河系的外围鉴别出了超过675个恒星，他们认为那些是由星系核心所弹出的超高速恒星。他们基于这些恒星在银河系和附近的仙女座星系直接的星系间太空的位置以及他们特别的红色色彩来选择这些恒星。

“这些恒星非常突出。它们是具有高金属度的红巨星，这让它们具有特别的颜色。”助理教授 Kelly Holley-Bockelmann 说道，他和研究生 Lauren Palladino 一起进行了这项研究。

在天文学和宇宙学中，“金属度”是一个度量恒星中所包含的氢和氦之外的化学元素的比例的量。在这个例子中，高的金属度是一个表示其自内部星系起源的标志：古老的恒星以及来自星系边缘的恒星通常具有较低的金属度。

研究者们通过对归类在 Sloan 数值化天空观测中的数百万恒星进行分析而鉴别出这些候选者。

“我们认为在星系之外肯定有流浪恒星，但是没有人去寻找过它们。因此我们觉得试一试。” Holley-Bockelmann 说道，他正在研究银河系中心的黑洞的行为。

现在，天文学家在许多星系的中心都发现了巨型黑洞的证据。他们估计银河系中心的黑洞相当于400万个太阳的质量。他们计算出环绕这着这样一个超重黑洞的引力场强得足以将恒星加速到超高速。

一个典型的情景包括一对被黑洞抓住的双星。当其中一个恒星螺旋落向黑洞时，它的伴侣则被以极大的速度甩出。

另一个情景则发生于中心黑洞在摄取一个小型黑洞的过程当中。任何冒险靠近那对旋转的（黑洞）的恒星也能获得超高速的一脚。

红巨星处于于像太阳这种小型的黄色恒星演化过程中的晚期。因此，在 Holley-Bockelmann 的流浪星画廊中的恒星在和中心黑洞纠缠时应该还是像太阳这种小型的恒星。当它们向外移动时，它们逐渐变老知道抵达红巨星阶段。即使是以超高速移动，它们也将花费大约一千万年的时间从中心移动到旋臂边缘，这个距离大约是5万光年。

“研究这些流量恒星能够让我们深入了解我们的星系的历史和演化。” Holley-Bockelmann 说。这些研究者的下一步是确定他们的候选者是不是少见的红色棕矮星，而非红巨星。因为棕矮星比红巨星发出的光少得多，它们要看起来一样亮的话，需要（离我们）近得多。