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http://www.xihong021.cn/ 2014-01-22 20:38 网络转载 【字号：大 中 小】
声波和光波之间存在诸多相似性，事实上许多光学领域的概念也同样可以被应用于声学领域。在2013年的3月份，日本电报电话公司(NTT)基础研究实验室的一个小组展示了世界上首个完全实现的“声波激光”。
氢原子波函数的直接成像
打开任何一本一年级的量子力学课本，你一定会看到一些描述氢原子电子轨道的示意图，球形的，哑铃型的，或是三叶草型的。但在今年以前，所有这些都还只是理论上的，没有任何人曾经在实验上直接“观察”到它们。但就是在2013年，荷兰原子和分子物理学研究所(AMOL)的研究人员和合作者们设计了一种“量子显微镜”，其原理是首先使用光将氢原子电离，随后使用静电透镜构建一种逃逸电子的干涉模式。科学家们通过这种方法获得干涉图像，并重构出原始的电子轨道。
复杂设备小型化
2013年，科学家们实现了对一些大型且昂贵设备小型化方面的一系列重要进展，从而可以将它们全都安放进本就拥挤的实验室里。2013年，美国洛斯阿拉莫斯实验室的科学家们制作成功一台可以放在桌面上的小型中子源，其强度和聚焦能力足以实现对材料缺陷探查等功能。这种设备的原理是利用强大的激光束与固体靶标之间的相互作用来产生中子，其应用领域包括测试中子探测器，或用于分析材料遭受的辐射损伤。相似的，另一个来自美国斯坦福大学的小组，以及两个德国的研究组——马克斯普朗克量子光学研究所小组以及朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学小组，他们在制造造价更加低廉，结构更紧凑的小型X射线源方面取得重要进展。这几个研究组发现他们可以借助纳米光栅加速电子，这种做法要比传统粒子加速器中使用的射频技术所用设备体积要小得多。
纳米线的马约拉纳费米子湮灭
物理学家们一直致力于搜寻马约拉纳费米子的存在，这种粒子的自旋为1/2，这意味着其反粒子是其本身。此前有关发现这种神秘粒子的消息都仍然存在问题，2013年，美国伊利诺伊大学的研究人员在连接到超导态铅棒上的纳米线两端成功获得两个准粒子(quasiparticle)，并应用磁场诱导这两个粒子相互湮灭，这一点完全符合预期。在固体中发现马约拉纳态的案例对于未来开发量子计算机并加强其对抗噪音的能力意义重大。
量子学高歌猛进
2013年是量子学领域高歌猛进的一年，成果丰硕，但量子计算机仍然尚未面世。
我们何时才能拥有量子计算机，它们的性能是否真的能胜过传统计算机？一家加拿大公司“D-Wave Systems”报告称他们今日解决了一项量子计算机方面的重要困难并取得进展。但很多专家对这家公司所言并不信服，他们指出该公司研发的由大约100个超导元素构成的设备可以被称作量子计算机，并且其性能表现也并无法战胜传统计算机。因此量子计算机的研制可能还需要多年的努力，但在过去的2013年内科学家们的确在解决量子信息存储以及通讯协议等方面取得了一系列的重要进展。在量子加密方面，密码学专家们将最终击败黑客，就在2013年，全球有两个研究组展示了一项量子加密技术，这项技术的问世将让信息窃取成为不可能。
另外两项进展则与量子纠缠有关。这是赋予量子技术战胜经典技术的关键因素之一，科学家们验证了这项技术现在已经可以对抗噪音与耗散。来自美国麻省理工学院的一个研究组证明，在一个安全的量子通讯信道内，使用者将能获取纠缠带来的益处，即便是在其被噪音打破之后也是如此。而另一个来自德国柏林自由大学，丹麦尼尔斯·玻尔研究所以及慕尼黑理工大学的科学家组成的研究组则发现，借助一项名为量子照明的技术，耗散过程可以被工程师利用，并借此构建更为强健的量子态。
黑洞防火墙
2012年，美国加州大学圣芭芭拉分校的一组物理学家提出，一个假想中掉进黑洞的观察者将会被位于视界附近的防火墙摧毁。他们认为，如果这种防火墙的确存在，那将帮助解决黑洞模型理论中现存的一些问题，但这一假设在理论物理学界引发了激烈的争议，因为这一防火墙的想法违背了爱因斯坦提出并已广泛为物理学界所接受的等效原理，其基本表述是：观测者不能在局部的区域内分辨出由加速度所产生的惯性力或由物体所产生的引力，因而当其跨过视界时，其本身并不可能意识到这一点。而在2013年，当初的两名防火墙理论支持者重新点燃了争论的大火。这两名作者发展了一套理论模型来描述黑洞的内部，并提出这样一名观察者将会遭遇具有任意高的能量的量子海洋，而这正是一道“防火墙”。(晨风)
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