nature14015.pdf 早上有同学在微信中转载新闻,查看了一下,原来质子可以从石墨烯中间穿越过去,太厉害了。不过,细看一下新闻里的图片,【 http://tech.gmw.cn/2014-12/01/content_14014928.htm, http://news.ustc.edu.cn/xwbl/201411/t20141127_205973.html 质子穿越氮化硼概念图 (王国燕、周荣庭设计) 】 好像不对啊,质子能那么穿越吗?那要多高的能量啊? 虽然没有查看原文,但是物理化学基本常识提示我,质子要从一个6圆环结构(石墨烯或者氮化硼的平面单元中心),那中间会碰到不过估量的能垒,甚至可能远远大于打开化学键的能量,因此是不可能的。唯一可能的是从石墨烯平面之间(下图显示,距离约为3.3A,http://acigjapan.com/graphite.html)穿过去,不过,这个过程需要克服的能量也会很高。具体细节可能还要看看原文,http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature14015.html。无论如何,新闻里头的概念图看似漂亮,实际是有问题的。请哪位能看到原文的网友分析一下,谢谢。【后记,根据自然杂志的文章摘要和前面的新闻,里面的穿越好像根本连分子层之间都不是,而是质子从宏观孔隙之间穿过?】【后记2,朋友帮忙弄来原文,(在本文开始处),还真是从平面中间给穿过去。这,这,可能啊?至少我现在还不能解释。也许实验真的有杂质,计算有差错?不信的人,请说服一下! 】 参考 1. http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature14015.html Graphene is increasingly explored as a possible platform for developing novel separation technologies 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 . This interest has arisen because it is a maximally thin membrane that, once perforated with atomic accuracy, may allow ultrafast and highly selective sieving of gases, liquids, dissolved ions and other species of interest 2 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 . However, a perfect graphene monolayer is impermeable to all atoms and molecules under ambient conditions 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 : even hydrogen, the smallest of atoms, is expected to take billions of years to penetrate graphene’s dense electronic cloud 3 , 4 , 5 , 6 . Only accelerated atoms possess the kinetic energy required to do this 20 , 21 . The same behaviour might reasonably be expected in the case of other atomically thin crystals 22 , 23 . Here we report transport and mass spectroscopy measurements which establish that monolayers of graphene and hexagonal boron nitride (hBN) are highly permeable to thermal protons under ambient conditions, whereas no proton transport is detected for thicker crystals such as monolayer molybdenum disulphide, bilayer graphene or multilayer hBN . Protons present an intermediate case between electrons (which can tunnel easily through atomically thin barriers 24 ) and atoms, yet our measured transport rates are unexpectedly high 4 , 5 and raise fundamental questions about the details of the transport process. We see the highest room-temperature proton conductivity with monolayer hBN, for which we measure a resistivity to proton flow of about 10 Ω cm 2 and a low activation energy of about 0.3 electronvolts. At higher temperatures, hBN is outperformed by graphene, the resistivity of which is estimated to fall below 10 −3 Ω cm 2 above 250 degrees Celsius. Proton transport can be further enhanced by decorating the graphene and hBN membranes with catalytic metal nanoparticles. The high, selective proton conductivity and stability make one-atom-thick crystals promising candidates for use in many hydrogen-based technologies. 2. http://tech.gmw.cn/2014-12/01/content_14014928.htm 在该项工作中,中国科学家作出的核心贡献,是采用计算机模拟了二维纳米材料的 微观孔隙结构 ,解释了 质子穿透 的机理,并计算得到了质子通过石墨烯类膜材料所需要的最小能量,进一步对该过程给出了定量化的描述
穿越 - 中微子超光速论文中最大的败笔 鲍海飞 2012-5-9 不管怎样,中微子超光速试验都给我们带来不少启示。不要总是去批评和嘲笑,要客观的看待。上篇的《科学研究就是一场豪赌》所说的一些大都是表面现象,有时候,我们总是看了外在,而忘记了内在。再看中微子超光速试验这篇文章,虽然没有读太多细节,但还是有几点值得思考、关注和借鉴: 第一, 纯试验性的。该试验就是测量距离和时间。就象小学生的作业题一样,已知甲地到乙地的距离是 730Km , 若有一辆火车从甲地到乙地,花费了时间是多少多少小时,求火车的速度。但细究起来,这距离和时间的测量又谈何容易。既然是纯试验性的,感觉上就非常客观,其实这正是这篇文章的简洁之处和可取之处。 第二, 数据的统计属性。中微子的飞行时间采用统计的方法。因为是微观粒子,既有波性,又有粒子性,那么只能采用‘波粒二像性’的统计方法来进行,用乳胶底片获取试验数据,这样从统计的角度来说试验的可靠性就大,并具有说服力。 第三, 测试误差的考虑。文章较为详细地考虑了系统的试验误差和环境误差。因为是三年的试验数据,因此即使是季节性和地理性带来温度变化对试验的影响都被考虑进去了;并且,在试验中,为了避免某些区域震动等因素对试验的影响,将该区域的车辆都禁止通行。可见,该试验的艰难程度和考虑的精细程度。 第四, 理论的空白。或许是由于理由 (1) ’ 纯试验性的 ’ 缘故,该文仅有的几个公式也都是统计理论方面的,这不能不说是一个极大的缺憾。由此,就导致下面的问题。 第五, 结论显得空白。虽然得到了中微子的穿行比光速快的惊人结论,但是没有找到理由,这不能说是一个更大的遗憾。 大凡是理工科学过四大力学的人,几乎都知道电动力学中的麦克斯韦方程组,并且可以从该方程组中推导出光速。但在该研究论文以及参考文献中并没有提及任何与此相关的字眼。这不能不说是其一大败笔!这更导致其理论的空白和结论的空白。理论和试验的结合在这个问题上又凸显出多么的重要啊! 麦克斯韦方程,那是多么完美的理论和数学构架啊!这么一组(套)完美的公式、模型,但在该文中没有任何体现,不能不说是作者,审稿人等的疏漏。或者是他们故意为之!让数据说话好了!但数据说的话就未必是真实的。实际上,这恰好了证实了其结论:不可得知其‘为何跑得这么快’。 (We cannot explain the observed effect in terms of presently known systematic uncertainties. Therefore, the measurement indicates an early arrival time of CNGS muon neutrinos with respect to the one computed assuming the speed of light in vacuum) 。 说它是穿越,是因为中微子要穿过地球这个实体,因为中微子不受任何约束而能够自由地穿越任何物体。但是,如果这次试验穿越成功的话,那么它就真的‘穿越’‘超越’了。超过了光速,我们不知道未来的物理或许会有怎样的一片天地。 附录:《科学研究就是一场豪赌》 http://blog.sciencenet.cn/blog-278905-568491.html
刚才看了《日出之前》 火车上的一次意外的邂逅,两个异国人,留下了一段美丽的回忆。 看聪明人谈恋爱,嬉笑揶揄,甚至只是听他们随便聊聊天,都是件乐事。截取中间一个片段,写点感悟。 里面男主角对女主角讲,假设,你是从10年后穿越回来的。 你已婚,对老公开始熟视无睹,乃至厌倦。 也许,你会想起,生命中经历过的男人。想,和他们在一起的“可能性”。 而我,是那些男人中的一个。 也许,你现在,想试一下和我在一起的感觉? 然后你会不再后悔你当时的选择——因为你发现,我和你老公一样,有缺点,不过如此…… 其实,也许,无论是爱情,还是生活中的其他事情,都是相似的—— 我们左顾右盼,我们瞻前顾后,我们浮想联翩,我们犹疑,我们错过,我们追悔莫及…… 没有几个人能活得酣畅淋漓,没几个人能够“此生无悔”,没有几个人能。 那么,如果假设我(们)是从10年后穿越回来的,也许,事情会不一样? 也许,会更坚定?更积极?更宽容?更勇敢?更“好好活”? 比如,也许,会更珍惜时间,不再把工作一拖再拖; 比如,也许,不会再常常为了工作而冷落了朋友和家人; 比如,也许,会给那个看上去呆呆的男孩一个机会,相处一下,感觉一下; 比如,会更爱惜身体,不会再为了看电影而熬到深夜; 比如,和朋友在一起时候,会更投入,而不是偶尔会走神; 比如,会把家安顿得更干净整齐温馨,并邀请朋友们来家里玩,而不是以“我家没凳子”为由拒绝人; 比如,不会浪费那么多时间去看微博?(看微博简直就像在沙漠里淘金,很偶尔才会见到明晃晃的东西) 比如…… We deserve a better life. And we have to do sth to get it all by ourselves. 有句话说“好好活,就像没有明天一样。” 我想对自己说——好好活,就像是从十年后穿越回来的一样。