地球的“新衣”

<正>地球辐射带是由地磁场捕获的大量带电粒子组成的区域,电子来源主要为太阳风粒子通过扩散进入磁层以及由磁层内的低能粒子加速而成,也称为范艾伦辐射带。20世纪初,挪威空间物理学家F.C.M.斯托默从理论上证明,在地球周围存在一个带电粒子捕获区。1958年,美国的范爱伦利用美国"探险者1号"卫星上的盖革计数器,第一次直接探测到地球周围存在通量很强的高能带电粒子,从而证实辐射带的存在。地球辐射带位于地球磁层内,但只存在小于60°的纬度地区上空。辐射带呈环状分布,环的横截面轮廓呈月牙形,大体与地磁场磁力线重合,     

范艾伦辐射带高能粒子的加速机制

据英国Nature，2005，437：227报道．一国际科学家小组提出了关于范艾伦辐射带的新理论，并通过最近一次罕见的事件——2003年“万圣节”太阳风暴对他们的理论进行了验证。     

地球的“隐性保护盾”

<正>众所周知,在浩瀚的宇宙中,地球既渺小又脆弱。科学家最新研究发现,地球上空存在着一个"隐性保护盾",它无时无刻不在保障着地球的安全。这个保护盾位于地球上空11600千米的范艾伦辐射带,其结构类似于两个油炸圈饼。保护盾内部充满了高能量电子和质子,能够阻挡轰击地球的"杀手电子"。如果这些"杀手电子"大规模侵袭地球,将会损坏     

让塑料也导电

美国加利福尼亚大学圣·巴巴拉分校的艾伦·黑格（Ａｌａｎ　Ｈｅｅｇｅｒ）、宾夕法尼亚大学的艾伦·马克迪尔米德（Ａｌａｎ ＭａｃＤｉａｒｍｉｄ）和日本筑波大学的白川英树（见图）由于发现了塑料也可以导电，而分享了今年的诺贝尔化学奖──这一发现具有重大的应用价值。目前导电塑料已经广泛地应用于许多工业领域，如移动电话的彩色显示装置、抗电磁辐射的计算机视保屏等。将来，人们还可以利用此项发现来制造用单分子组成的计算机器件和廉价的大面积太阳能电池。 发现导电塑料，最初是一件非常偶然的事情。７０年代初，白川英树的一…     

塑料勾画的世界——2000年诺贝尔化学奖

2000年10月10日,瑞典皇家科学院宣布:将2000年诺贝尔化学奖授予美国加利福利亚大学圣芭芭拉分校教授艾伦·黑格、美国宾夕法尼亚大学教授艾伦·马克迪尔米德和日本筑波大学教授白川英树,以表彰他们在导电聚合物领域内作出的卓越贡献。 歪打正着 导电聚合物的最初“问世”,说起来颇富戏剧性——源于一次偶然     

太阳风、外空磁场及低能带电粒子探测之进展

自从1957年苏联发射第一个人造卫星以来,在空间物理方面最重要的成就无疑是内外辐射带的发现。辐射带的形成、结构,以及它的变化规律,是近年来空间研究最活跃的问题,它和外空介质磁场以及地磁场的分布有密切的关系。外空及行星际间介质是等离子体、带电粒子在磁场的作用下的行为以     

重金属真菌

比利时研究人员发现,某些类型真菌能够保护树木免遭高浓度重金属的毒害。这些真菌就是常见的根状真菌。它们能够帮助松树和桦木树苗扎根土壤生长。比利时长瑟里克大学(Cathobc l ninersity)的科尔佩特和范阿斯克发现,从被锌和铜污染的土壤中分离的真菌菌株能在从无污染的土壤中分离的真菌无法     

内磁层中行星际激波激发的超低频波对“杀手”电子和能量离子的快速加速

辐射带中的能量电子与离子是首要的空间天气威胁. 理解这些粒子如何在辐射带中被 加速是空间物理学的主要挑战之一. 本文总结了行星际激波在内磁层激发的超低频(ULF)波 对“杀手”电子与能量离子的快速加速的最新进展. 甚低频(VLF)波-粒子相互作用被认为是电 子加速的主要机制之一, 这是因为电子回旋共振容易在VLF 波频率范围内发生. 最近, 运用4 颗Cluster 卫星的观测, 发现在行星际激波作用于地球磁层之后, 辐射带中的能量电子几乎立 即被加速, 并且加速过程持续数小时. 传统的加速机制是基于VLF 波粒相互作用加速电子至 相对论能量, 时间尺度长达数天, 因而无法解释我们的观测. 进一步发现行星际激波或太阳 风压强脉冲, 与更加小的动压变化, 对辐射带动力学起到无法忽视的作用. 行星际激波与地 球磁层相互作用会产生许多重要的空间物理学现象, 包括能量粒子加速. 由行星际激波作用 引起的辐射带能量电子的快速加速的机制包括3 个组成部分: (1) 由与激波相关的磁场剧烈压 缩引起的初始绝热加速; (2) 与不同L 壳层被激发的极向模ULF 波造成漂移-共振加速; (3) 与 ULF 波相关的快速衰减的电场引起的粒子加速. 粒子最终会获得净加速, 因为它们在上半个 周期获得的能量多于在下半个周期损失的能量. 本文得到的结果对理解在地球Van Allen 辐 射带中的能量粒子加速有了新的认识, 同样也可以被应用于行星际激波与其他行星的相互作 用, 例如水星、木星、土星、天王星和海王星, 以及其他有磁场存在的天体.     

外辐射带不同能量的相对论电子在磁暴期间的变化特征

磁暴期间外辐射带相对论电子环境是当前空间物理学和空间天气学研究的一个热点.磁暴以后外辐射带相对论电子通量既可能增强,也可能减少,这给辐射带环境的预报带来了困难.该研究基于SAMPEX(Solar,Anomalous,and Magnetospheric Particle Explorer)和POES(Polar Orbiting Environmental Satellites)卫星的观测数据,选取了1992年7月至2004年6月期间的84个孤立磁暴,分别研究了0.3~2.5和2.5~14 Me V电子通量在磁暴期间的变化.结果表明,这两个能段的相对论电子在磁暴期间的变化经常有明显的差别.随着电子能量的增高(减小),磁暴恢复相期间观测到电子通量比暴前减少(增强)的可能性明显增大.对于0.3~2.5Me V的电子,在约为82%的孤立磁暴的恢复相期间电子通量增强,而仅有3%的磁暴使电子通量减少;对于2.5~14 Me V电子,仅在37%的孤立磁暴中观测到通量增加,而却有45%的磁暴使电子通量减少.不同能量的相对论电子在磁暴期间通量变化的这种不同特征,是由于其加速和损失过程的差别所导致的.本文的研究结果表明,对外辐射带相对论电子环境应该按不同能段进行建模和预报.0.3~2.5 Me V的电子是外辐射带高能电子的主体,揭示其暴时变化规律对认识和预报外辐射带环境极为重要.     

自杀行为的神经生物学

正隐藏在自杀行为背后的大脑生化机制正引领人类对自杀的认识从黑暗步入光明。科学家希望未来这些机制能带来更好的治疗和预防策略。基斯·范希林根(Cornelis Van Heeringen)第一次遇见瓦莱丽(Valerie)时,这个16岁的女孩刚刚从一座桥上跳下去。20世纪80年代,范希林根在比利时根特大学医院的康复科任实习精神病医生。瓦莱丽在那次跳桥自杀中失去了双腿。在她住院期间,范希林根逐渐了解到少女试图结束她生命之前发生     

笼状全烯—大碳球分子

1985年美国德克萨斯莱斯大学和英国的索塞克斯大学的科学家发现了一个由60个碳原子组成的分子。他们认为该分子具有足球形结构。从此以后,笼状全烯就成了一个科学热点。有人认为这是一个巨大发现。该发现可能对认识煤烟形成以及外部空间的分子转换等化学领域具有实际意义。与此同时,怀疑派也围攻了该建议。因为,C_(60)最初只是在磁阱中二次分裂获得,并仅仅通过质谱方法分析的。依据该证据指认这样一个完整结构是值得怀疑的。后来,笼状全烯的支持者又列举了一些进一步的证据:可以调整优化条件制备C_(60);探测球中密封有金属的C_(60)衍生物以及研究该分子的激光裂解行为。然而怀疑仍然存在。     

1960年度列宁科学技术奖金

4月21日,苏联部长会议列宁奖金委员会颁发了1960年度列宁奖金,其中在科学和技术方面得奖人的姓名及贡献如下:在科学方面1.C.H.维尔诺夫通讯院士、A.E.丘达科夫(苏联科学院列别杰夫物理研究所工作人员)、H.B.普什科夫(苏联科学院地磁、电离层及无线电波研究所所长)、Ш.Ш.多尔吉诺夫(该研究所地磁实验室主任)——地球外辐射带的发现和研究,以及地球、月球磁场的研究。     

保罗·艾伦(1953—2018)

正保罗·艾伦是美国著名企业家,微软公司联合创始人及艾伦研究所、艾伦人工智能研究所的创立者。科技巨富保罗·艾伦(Paul G.Allen)因是微软联合创始人而闻名世界,曾与比尔·盖茨(Bill Gates)通力合作,使个人电脑产生了革命性变革。体育粉丝们认识他,因为他是超级碗橄榄球冠军球队——西雅图海鹰队的老板。对科学家们而言,他出资     

Cs·Ar准分子6dσ—6sσ激光诱导荧光辐射带

引言 碱金属——惰性气体中的吸收带和辐射带的研究已有许多年了,但至今尚未见到6dσ—6sσ的激光诱导荧光辐射带的报道。Pascal从理论计算上给出了它们的位能曲线,如图1所示。当一个碱金属原子处在激发态时具有吸引位势。由于这种位势的存在将促使碱金属激发态原子与惰性气体基态原子结合成准分子。这些分子的寿命约10~(-8)秒量级。这类准分     

地磁及相关现象

在天体磁学中,地球磁场发现得最早,同人类关系最为密切,积累的资料也最为丰富,近年来,由于空间科学技术的迅猛发展,现代地磁学的研究也日趋活跃起来了,譬如与电磁学密切有关的高空辐射带、高空环形电流、极光和磁暴等都是当今科学家们所感兴趣的研究课题。     

先进显微镜揭示细胞之谜

<正>从细胞最初被发现至今已有350多年了,但是从很多方面来讲,细胞仍然是个谜。随着显微镜技术的不断进步,研究人员逐渐揭开了细胞的秘密。生物物理学家温弗里德·威格雷贝(Winfried Wiegraebe)说:"打开任何生物学课本,你都会看到一个浑圆的细胞颇具艺术性地呈现在你面前。"然而,事实更为复杂。在西雅图的艾伦细胞科学研究所,威格雷贝的团队一直在对单个细胞的行为进行三维建模。他们最近发现,即使是同一类型的     

带电粒子在偶极磁场中的运动区域及其模型实验

带电粒子在电磁场中的运动对研究空间物理现象是非常有意义的。最近辐射带的发现更引起了人们对这个问题的重视。近来我们也开始进行了这方面的工作,并着重讨论带电粒子在偶极磁场中的运动区域,以及在扰动磁场作用下,这些运动区域所产生的相应变化。本实验是利用在磁场中的辉光放电实验作的,     

回音谷

“艾伦，你想过没有，如果你真的这么做，我当然会支持你，但是你真不再考虑了吗？”古德碎碎叨叨自言自语地说着。一旁坐着的艾伦，好像根本没注意他的言语。     

大脑极限探奇

2009年6月,49岁的英国画家艾伦引起了媒体的注意:6年前还对绘画一窍不通的他,在经历了一次重大的脑溢血手术后,突然对绘画得心应手,创作出了一幅又一幅艺术画,仿佛一夜之间变成了艺术天才。科学家认为艾伦的脑神经因大脑中风受损和手术介入进行了重新连接,可能避开了受损部位,进而触发了其潜在艺术才能。这种奇妙的现象显然跟我们的大脑有着直接的联系。人的大脑就像一个微型宇宙,里面藏着我们难以穷尽的秘密。科学家迄今所发现的大脑的秘密不过只是冰山一角。下面就让我们来看看科学家掀起的这小小的一角。     

现代固体物理研究中的三位开拓者

安德森(Philip Warren Anderson)、莫特(Sir Neville Francis Mott)、范弗莱克(John Hasbrouk Van Vleck)是共同荣获1977年诺贝尔物理学奖金的三位物理学家。他们当中范弗莱克是美国哈佛大学教授,莫特是英国剑桥大学卡文迪许实验室主任,安德森是美国贝尔实验室研究人员。早年,安德森在哈佛大学读书时,是范弗莱克的学生。1967年到1975年