科普文章

IOP出版社与医学物理与工程学会（IPEM）将通过一项新协议加强其长期合作关系，根据该协议，Medical Engineering and Physics（MEP）期刊将转移至IOP出版社平台，同时IOP出版社还将与IPEM合作创办新的金色开放获取期刊Medical Sensors and Imaging（MSI）。 自1972年双方合作推出Physics in Medicine & Biology（PMB）期刊以来，IOP出版社与IPEM的合作已逾50年。此次合作的深化，标志着IPEM旗下四本期刊将统一纳入IOP出版社的出版体系。借助高质量的出版服务、全球传播能力和战略洞察，IOP出版社将助力IPEM期刊扩大影响力，支持其通过物理与工程在医学中的应用改善健康的使命。 MSI与MEP期刊将沿用与PMB和Physiological Measurement（PMEA）一致的严格出版流程，确保所有作者在IPEM期刊中享有一致且高质量的出版体验。每本期刊均由专职主编领导，在物理、工程和医学各学科间提供专业指导与持续发展。这些期刊共同构成一个服务全球科学界的统一出版体系。 所有IPEM期刊将采用统一的投稿与稿件追踪系统，实现快速出版、建设性的同行评审和高标准的学术诚信保障。作者还将受益于双向匿名审稿、联合评审及建设性的审稿意见等举措，推动审稿过程的公平性、透明度与学术诚信。 IPEM首席执行官Gill Collinson表示：“我们很高兴扩大与IOP出版社的长期合作关系，获得我们期望的、以目标为导向且高质量的出版支持。我们期待汇聚领域内的专业力量，打开科研发现的新大门，推动能够改善健康结果、造福大众生活的创新。” IOP出版社全球合作出版总监Violeta Ribarska表示：“IPEM是我们最重要的长期合作伙伴之一，体现了以目标为导向的协作力量。我们始终共同坚守学术诚信优先于盈利的原则。通过资源与专业知识的整合，我们能更好地支持那些推动创新、改善生活并增进我们对世界理解的研究人员。”   扩展领先的生物医学出版领域 MSI与MEP期刊的加入使IOP出版社在生物医学物理与工程领域的期刊总数增至12本。这一扩展反映了该领域在过去十年的强劲增长：2015年至2024年间，年度文章发表量增长了54%，年下载量增长了626%。在覆盖广泛领域的物理学期刊支持下，该出版体系涵盖了医学成像、生物医学传感、医疗健康技术等前沿研究领域，并拓展至量子技术、机器学习、个性化医疗等新兴方向，同时继续深耕生物力学、生物材料和医疗器械开发等核心学科。 欢迎您点击下方链接，了解期刊详情： MSI：https://iopscience.iop.org/journal/2977-8425 MEP：https://iopscience.iop.org/journal/1873-4030 期刊介绍 Medical Sensors & Imaging Medical Sensors & Imaging是一本由IOP出版社代表医学物理与工程学会（IPEM）出版的开放获取期刊，致力于通过物理与生物医学科学交叉领域的创新研究，推动个性化健康的发展。该期刊发表在医学图像处理、分析、可视化及成像仪器设备方面的最新研究成果，以及生物医学传感器的开发与应用。本刊强调跨学科研究，涵盖物理、生物、医学、工程和计算机科学等领域，鼓励推动创新的科研合作。我们致力于发表不仅促进科学理解，同时在改善患者护理和健康结果方面具有实际应用价值的研究成果。 Medical Engineering & Physics Medical Engineering & Physics由IOP出版社代表医学物理与工程学会（IPEM）出版，致力于展示生物医学工程领域的最新进展，体现该学科本质上的多学科交叉特点。该期刊发表深度综述、科研文章和技术简报，为相关领域的研究人员提供重要的交流平台。

The Institute of Physics Publishing (IOPP) and Institute of Physics and Engineering in Medicine (IPEM) are excited to announce an opportunity for an enthusiastic and experienced Editor-in-Chief to lead the launch of our new open access journal, Medical Sensors & Imaging. We are looking for a visionary leader with a deep passion for innovative research at...

《物理世界》（Physics World）是世界领先的物理杂志，并以月刊的形式发送给英国物理学会（IOP）的所有成员。《物理世界》的每一期都涵盖了世界各地科学家都关注的时事新闻和关键问题，包括著名物理学家和科学作家的专题文章、综合新闻和分析，以及精辟的观点文章。我们将不定期精选出其中的优秀文章，供大家阅读。希望您喜欢阅读本期文章！ 文章介绍 冻结的量子箭：量子芝诺效应北京量子信息科学研究院 马彦俊、于海峰 编译自Margaret Harris. Physics World，2025，（5）：31 本文选自《物理》2025年第6期 为庆祝2025国际量子科学与技术年，Physics World 将聚焦一系列“怪异”的量子效应。在它们面前，连量子叠加和量子纠缠都几乎显得平凡无奇。在该系列的首篇文章中，Margaret Harris 将目光投向量子芝诺效应。 想象一下你是一个量子系统。具体来说，你是一个不稳定的量子系统——如果放任不管，会很快从一个状态(我们称其为“清醒”)迅速衰变到另一个状态(“睡眠”)。但每当你要进入“睡眠”时，总会有干扰：或许是手机的消息提示音，或许是一个好奇的孩子不断提问。无论是什么，它都会把你从清醒—睡眠的叠加态中拽出，让你恢复清醒。由于这种干扰发生的速度比你入睡更快，你会一直保持清醒，仿佛被一连串干扰(即量子术语中的“测量”)冻结在了原地。这种反复测量将一个不稳定的量子系统“冻结”在一个特定状态的现象被称为量子芝诺效应(图1)。它得名于古希腊哲学中的一个悖论，最早由科学通才图灵和冯·诺依曼在20世纪50年代提出雏形，但是直到1977年才被物理学家Baidyanath Misra和George Sudarshan完整阐述。 图1  对普通的、经典状态下的一锅水加热，会使它以相同的速度从状态1 (未沸腾)演化到状态2 (沸腾)，无论是否有人在观察它。然而，在量子世界里，如果不对一个系统进行观察，它通常会从一种状态演化到另一种状态(蒙眼芝诺)，但通过反复频繁的测量，它可以被“冻结”在原地(睁眼芝诺)   此后，研究人员已经在数十种量子系统上观测到了这一现象，包括离子阱、超导磁通量子比特和光腔中的原子。但是量子芝诺效应表面上的普遍性并不能掩盖其内在的奇异性。对量子系统来说，“测量”这一简单的举动为何会对系统的行为产生深远的影响？ 被观察的量子锅 “初次接触时，你会觉得这非常神奇，因为它真正展示了量子力学中测量对系统的影响，”德国埃尔朗根-纽伦堡大学的物理学家Daniel Burgarth说，他曾从事量子芝诺效应的理论研究。 研究冷原子量子芝诺效应的英国伯明翰大学的实验物理学家Giovanni Barontini对此表示赞同。“它没有经典的类似物”，他说，“我可以一直观察一个经典系统做某件事，它会继续做下去。但量子系统真的会‘在意’自己是否被观测”。 对于一个世纪前为量子力学奠定基础的物理学家而言，测量与结果之间的任何关联都是一块绊脚石。几位科学家试图绕过这一难题，例如：玻尔和海森伯将观察者在量子波函数坍缩中的作用形式化；德布罗意和玻姆引入新的“隐”变量；甚至休·埃弗雷特提出了“多世界”理论，假设每次测量都会创造新宇宙。 但这些解决方案都未能完全令人满意。事实上，测量问题似乎如此难以解决，以至于下一代大多数物理学家都选择对其避而远之，转而倾向于一种有时被描述为“闭嘴计算”的研究方法——这种描述并非总是带有贬义。 如今的量子物理学家则不同。Barontini将其称为“测量效应的神化”，他们并未将这一现象视为需要克服的障碍或可忽略的琐事，而是在做一件几乎没有前辈能想象到的事：他们正将量子芝诺效应转化为有用的工具。   噪声管理 为了理解通过测量“冻结”量子系统的实用价值，可以考虑量子计算机中的量子比特。许多量子算法首先将量子比特初始化为所需状态，并将其保持在该状态，直到需要执行计算为止。问题在于，量子系统很少能保持在设定的状态。事实上，它们出了名地容易在受到环境的微小干扰(噪声)时失去量子特性(退相干)。“遗憾的是，每当我们构建量子计算机时，都必须将它们嵌入现实世界，而现实世界只会带来麻烦，”Burgarth说。 量子科学家有许多应对环境噪声的策略。其中一些策略是被动的，例如使用稀释制冷机冷却超导量子比特，以及利用电场和磁场将离子和原子量子比特悬浮在真空中。不过，也有一些是主动的策略。实际上，这些主动策略涉及诱使量子比特保持在其应处的状态，而避免进入不应处的状态。 量子芝诺效应就是这样一种“把戏”。“其原理是我们对系统施加一连串的扰动，实际上每次扰动都会使量子比特发生旋转，”Burgarth解释道，“你在旋转这个系统，而实际上环境却想让它朝相反方向旋转。”他补充说，随着时间的推移，这些相反方向的旋转会相互抵消，通过将系统“冻结”在特定状态来保护它免受噪声干扰。   量子态工程 尽管噪声缓解很有用，但这并不是Burgarth和Barontini最感兴趣的量子芝诺效应应用。他们一致认为，真正的价值在于所谓的量子态工程，这比单纯阻止量子系统衰变或旋转要复杂得多。 这种额外复杂性的根源在于，真实的量子系统——就像真实的人类一样——通常拥有不止两种可用状态。例如，一个人可被允许的“清醒”状态集合(我们不妨称之为清醒的希尔伯特空间)可能包括做晚餐、洗碗和打扫浴室等状态。量子态工程的目标是限制这种状态空间，使系统只能占据特定应用所需的状态。 至于量子芝诺效应是如何做到这一点的，Barontini通过引用芝诺最初提出的经典悖论来进行解释。公元前5世纪，埃利亚(Elia)的哲学家芝诺提出了一个基于在空中飞行的箭的悖论。如果你在这支箭飞行过程中的任何一个可能的瞬间去观察它，你会发现，在那个瞬间，它是静止不动的。然而不知为何，这支箭仍然在移动，这是怎么回事呢？ Barontini解释说，在量子版本中，观察这支箭会将其冻结在原地，但这并非唯一发生的现象。“最有趣的是，如果我看向某个地方，箭就无法到达我注视的位置，”他说，“它将不得不绕道而行，必须改变轨迹以避开我的视野范围。” Barontini继续说道，通过塑造这种“视野范围”，物理学家可以塑造系统的行为。作为例子，他引用了Serge Haroche的研究——他与另一位著名的量子芝诺效应实验家David Wineland共同获得了2012年诺贝尔物理学奖。 2014年，Haroche及其在法国巴黎高等师范学院的同事试图控制所谓“里德伯原子”内电子的动力学行为。在这类原子中，最外层电子与原子核的结合非常弱，可以占据多个高激发态中的任意一个。 研究人员利用微波场将51个这样的高激发里德伯态分成两组，然后向系统施加射频脉冲。通常情况下，这些脉冲会导致电子在态之间跃迁。然而，微波场提供的持续“测量”意味着，尽管电子可以在每组态内部移动，但无法从一组跃迁到另一组。它被困住了，或者更准确地说，它处于一种被称为薛定谔猫态的特殊量子叠加态中。 仅仅限制一个电子的行为，这听起来可能并不是非常令人兴奋。但在这项实验以及其他实验中，Haroche及其同事们证明了，施加这样的限制会产生一系列不寻常的量子态。这就好像是告诉一个系统它不能做什么，反而迫使它去做一堆其他的事情，就如同一个拖延者为了逃避打扫浴室而去做晚饭和洗碗一样。“这确实丰富了你的量子工具库，”Barontini解释道，“你能够生成一种纠缠态，这种纠缠态比你用传统方法所能生成的其他量子态的纠缠程度更高，或者从方法学角度来说更有用。”   那么，测量究竟是什么？ 除了生成有趣的量子态外，量子芝诺效应还在揭示量子测量的本质方面提供了新见解。事实证明，就量子芝诺效应而言，“测量”的构成问题出人意料的宽泛。2014年，意大利佛罗伦萨大学Augusto Smerzi领导的物理学家团队巧妙地证明了这一点。他们的研究表明，只需用共振激光照射量子系统(图2)，就能产生与更复杂的“投影”测量相同的量子芝诺动力学效应。在该实验中，投影测量涉及以针对特定原子跃迁定制的频率向系统施加成对激光脉冲。“可以说，几乎任何事物都会引发芝诺效应，”Burgarth说，“这是一种非常普遍且易于触发的现象。” 图2　超冷87Rb原子群的能级结构，在由F=2超精细基态的5个自旋方向给出的5能级希尔伯特空间中演化。施加其上的射频电磁场(红色箭头)可以把临近量子态耦合在一起并且允许原子在不同态之间跃迁。一般而言，最初处于|F, mF>=|2, 2>态的原子会在这个态和其他4个F=2态之间循环往复，这一过程被称为拉比振荡。但是，通过引入“测量”——此处显示为与|1,...

日期：2025年6月18日，周三时间：北京时间晚9:00-10:30 IOP出版社旗下Neuromorphic Computing and Engineering （NCE）期刊主办的在线研讨会将聚焦神经形态计算，定于北京时间2025年6月18日周三21:00线上召开。 研讨会详情 There are two main approaches to what we consider neuromorphic computing. The first involves emulating biological neural processing systems through the physics of computation of computational substrates that have similar properties and constraints as real neural systems, with potential for denser structures and advantages in energy cost. The...

《物理世界》（Physics World）是世界领先的物理杂志，并以月刊的形式发送给英国物理学会（IOP）的所有成员。《物理世界》的每一期都涵盖了世界各地科学家都关注的时事新闻和关键问题，包括著名物理学家和科学作家的专题文章、综合新闻和分析，以及精辟的观点文章。我们将不定期精选出其中的优秀文章，供大家阅读。希望您喜欢阅读本期文章！ 文章介绍 一份物理学家的冰淇淋指南：全球最受欢迎甜点背后的复杂科学 中国科学院物理研究所 王立芬 编译自Hamish Johnston. Physics World，2025，(4)：23 本文选自《物理》2025年第5期   冰淇淋到底是什么？对大多数人来说，它是美味的冷冻甜点，但对像Douglas Goff这样的食品科学家来说，它也是物理和化学的奇迹。冰淇淋是复杂的多相材料，包含了乳液、泡沫、晶体、溶质和溶剂。无论是在家庭厨房还是在商业规模化的生产中，冰淇淋都需要成分比例的精确调配，以及在混合、搅拌和冷冻过程中的精确控制。 Goff是在加拿大圭尔夫大学的食品科学研究员，也是冰淇淋科学的专家。除了研究冰淇淋中的结构和成分功能等课题外，Goff还是圭尔夫大学年度冰淇淋课程的讲师。该课程自1914年开授，是该大学历史最悠久的课程。 在与Physics World杂志的Hamish Johnston进行的对话中，Goff解释了冰淇淋的科学原理，为什么制作素食冰淇淋如此困难，以及他的团队如何在进行电子显微镜实验时不让样品融化。 冰淇淋的材料性质冰淇淋是非常复杂的多相系统。它初始是一种乳液，其中脂肪微粒分散在含糖的水溶液中。接着，通过搅拌乳液引入了空气相，这个过程被称为发泡(图1)。因此，在一个冰淇淋桶中，大约有一半体积来自于空气的贡献。这些空气形成的细小气泡均匀分散在发泡乳液中。 然后，部分冻结使得发泡乳液中至少一半的水转变为微小的冰晶，而剩余的未冻结相是使冰淇淋保持柔软、易舀取且可口的主因。并未被完全冻结的原因是溶解在乳液中的糖分降低了冰点。 这样的流程下来，就得到了呈乳液状的脂肪微粒、泡沫式的气泡、部分结晶的冰晶溶剂，以及浓缩的糖溶液。   冰淇淋中不同相的空间尺度是多少？ 电子显微技术显示脂肪微粒的直径约为一微米，而空气泡的直径通常在20—30µm之间，冰晶的大小在10—20µm的范围内。   商业化制作与在家庭厨房制作的冰淇淋有哪些重大差异？ 无论是在家庭厨房的冰淇淋机中，还是在工厂操作中，冷冻和搅拌是同时进行的。厨房中制作的冰淇淋与商业化工厂中制作的冰淇淋之间最大的区别在于冰淇淋的结构。自制的冰淇淋保存一两天是可以的，但很快就会变得硬邦邦，而我们预期商业化制作的冰淇淋会有几个月到一年的保质期。这是由于冰相随着时间的推移所经历的演变方式不同，即取决于不同的再结晶过程。如果温度升高，冰淇淋会开始融化。当温度再次降低时，水会重新冻结成冰相，但不会产生新的冰晶，而是会在已有的冰晶上生长。 这意味着，如果冰淇淋在储存冰期间经历很大的温度波动，它会比在恒定温度下储存时更快降解并变成冰块。温度越高，再结晶的速度就越快。商业冷冻设备能够产生比自制冰淇淋机更小的冰晶尺寸。低温和恒定温度的储存是大家追求的目标，因此在演变发生之前，温度越低、越恒定，初始冰晶越小，冰淇淋的保质期就越长。 还有另外一个影响冰淇淋长期储存的结构因素。当未冻结的含糖溶剂相浓缩到足够程度时，它可以经历玻璃化转变(图1)。玻璃态是一种非晶固体，因此如果这种情况发生，系统内的水或溶质将不会移动，它可以保持多年不变。对于冰淇淋来说，玻璃化转变温度约为-28℃至-32℃，因此如果要实现长期储存，就必须将温度降低到低于这个玻璃化转变温度。   图1 冰淇淋中的不同相。乳液：有些液体是不互溶的，如油和水，将一种液体加入到另一种液体后无法混合。如果一种液体的许多液滴可以在另一种液体中稳定存在而不发生聚结，那么所得到的混合物称为乳液(左图)。泡沫：泡沫与乳液类似，由两个相组成，其中一种相分散在另一种相中。在泡沫的情况下，许多细小的气泡被困在液体或固体中(右图)。玻璃态：当一种液体被冷却到低于某一温度时，它通常会发生一阶相变，变成晶体。然而，如果一种液体可以在不结晶的情况下冷却到其冰点以下(过冷)，例如，当它被迅速冷却时，它可能会形成玻璃态——一种具有无序液体状结构但具备固体机械性能的非晶体固体。玻璃态形成的温度，其特征是材料粘度的快速增加，被称为玻璃化转变温度   第三个因素是添加稳定剂。这些稳定剂包括洋槐豆胶、瓜尔胶或纤维素胶，还有一些新型的稳定剂。它们的作用是增加未冻结相的粘度。这减缓了冰再结晶的速度，因为它减缓了水的扩散和冰的生长。 还有一些其他新型的添加剂可以防止冰转变为大晶体。其中一种叫做单硬脂酸丙二醇酯，它会吸附在冰晶的表面，防止其在温度波动时生长。这种现象在自然界中也能看到，一些生活在寒冷环境中的昆虫、鱼类和植物物种，其血液和组织中含有可以控制冰生长的蛋白质。例如，许多鱼类在体内潜藏着微小的冰晶，但这些蛋白质能够防止晶体生长到足以造成伤害的程度。 添加香料如何改变冰淇淋的制造过程？ 全球各地的冰淇淋有成百上千种不同的口味，一个重要的问题是香料会不会影响溶液或乳液。 例如，巧克力豆是惰性的，它与其他成分完全不发生相互作用。而草莓则会对系统产生很大影响，因为水果制品中的糖分含量很高。我们需要在水果制品中添加糖，以确保它比冰淇淋本身更软。但问题是，其中的一些糖会扩散到未冻结的水相中，从而降低其冰点。这意味着，由于额外添加的糖，即使配方完全相同，草莓冰淇淋会比香草冰淇淋更软。 另一个例子是酒精口味，从朗姆酒到百利甜或法兰杰利可酒，甚至红酒和啤酒，这些都非常受欢迎。但酒精会降低冰点，因此如果添加足够的酒精以获得所需的风味强度，产品就难以冷冻。在这种情况下，就需要减少酒精的用量，并多加一点去酒精化香料。 当前可以尝试用任何口味制作冰淇淋，但需要考虑这种口味的香料将对结构、保质期等方面产生的影响。 素食冰淇淋与乳制品冰淇淋相比，其制备和成分有什么不同？ 很多方面都是相似的。素食也有乳化的脂肪来源，通常是椰子油或棕榈仁油，然后还有糖、稳定剂等，这些在乳制品冰淇淋中也会存在，不同之处在于蛋白质。牛奶蛋白既是一种非常好的泡沫剂，又是一种非常好的乳化剂(乳化剂和泡沫剂是能够稳定泡沫和乳液的分子，这些分子附着在液滴或气泡的表面，防止它们彼此合并)。植物蛋白则很难做到这两点，所以在腰果、杏仁或大豆基的产品中会发现额外的成分，以提供原本可以从牛奶蛋白中获得的功能。   用什么技术来研究冰淇淋？在实验过程中如何防止冰淇淋融化？ 我们用于研究的仪器主要包括颗粒大小分析仪、电子显微镜和研究材料流动和变形的流变仪(图2)。首先是激光光散射技术，它能告诉我们关于脂肪小球和脂肪结构所需的所有信息。我们也大量地使用光学显微镜。具体是将显微镜放置在冰箱或冷却箱中，或者使用冷台，将冰淇淋放在载玻片上，放置在用液氮冷却的腔体内。电子显微镜方面，冷冻扫描电子显微镜(SEM)实验自身有低温装置，可以研究冰淇淋中的物相。 图2 冰淇淋中的物理实验技术主要包括流变学、动态光散射、电子显微技术、临界点干燥技术等 透射电子显微镜(TEM)实验方法稍有区别。TEM不在冷冻环境中进行实验，而是使用一种“固定”结构的化学物质，通常结合使用一种称为“临界点干燥”的技术对冰淇淋进行干燥，然后将其切成薄样本，并使用TEM进行研究。   经过几十年的冰淇淋研究，你仍然对此感到兴奋吗？ 当然。我很幸运地有机会去过很多有趣的国家，每到一处我都会观察冰淇淋市场的情况。这不仅仅是出于专业考量，我也想了解世界各地的动态，以便与他人分享。但当然，冰淇淋怎么会有错呢？这种产品太有趣了，能够与之关联真是太好了。

(南方科技大学 鲁大为 编译自 Andrey Feldman. Physics World, 2025, (3): 11) 这种被称为“仲粒子”(paraparticle)的新粒子具有迥异于玻色子与费米子的统计特性，理论预测它有可能在超冷原子体系中观测到1）。 美国莱斯大学的 Kaden Hazzard与其前研究生、现就职于德国马克·普朗克量子光学研究所的 Zhiyuan Wang合作提出了一类名为“仲粒子”的新型粒子。他们的计算表明，仲粒子表现出的量子特性与人们熟知的玻色子（如光子）和费米子（如电子）存在本质不同。该理论工作近期发表于 Nature (2025, 637: 314)。     Zhiyuan Wang 和 Kaden Hazzard 认为，伸粒子可能在超冷原子系统中涌现   在量子力学中，粒子及准粒子 (quasiparticle, 凝聚态体系中呈现出的粒子集体激发)的行为本质上是概率性的，并由波函数描述。波函数决定了在特定状态下找到粒子的可能性，这些状态由诸如位置、速度、自旋等性质定义。粒子的交换统计决定了当两个全同粒子交换彼此位置后其波函数的变化规律。 玻色子交换位置后，其波函数保持不变，故而允许多个玻色子占据相同的量子态。此特性是激光与超流现象的量子基础。反之，费米子交换位置会引发波函数的符号翻转，即从正变成负或从负变成正。这种反对称性不允许费米子占据同一量子态，并由此衍生出泡利不相容原理。该原理不仅构筑了原子的电子壳层结构，更诠释了元素周期律的本质。 传统理论认为，三维空间中仅允许两种粒子统计，即基于玻色子的玻色—爱因斯坦统计和基于费米子的费米—狄拉克统计2)。该结论完全符合局域性3)和因果律4)等基本原理的要求。Hazzard 和 Wang 突破这一认知框架，证明满足局域性与因果律的新型仲统计在三维系统中同样具有理论可行性。“仲粒子的交换统计既不同于费米子的反对称性，也区别于玻色子的对称性，却完全兼容局域性和因果律等基础物理原理”，Hazzard 强调。 仲粒子的特殊性源于其内禀的隐藏参数。除位置、自旋等常规属性外，仲粒子还需要引入额外自由度来完善描述其更加复杂的波函数和非平庸变换特性。这种结构使得仲粒子能够呈现出超越玻色子与费米子的交换统计特性，其统计行为近似介于两者之间。例如，费米子无法占据同一量子态，但最多两个仲粒子却被允许共存于同一空间点位。这展现出一种介于费米子排他性与玻色子聚集性之间的某种“平衡”。 虽然自然界尚未发现具有仲统计特性的基本粒子，研究人员推测仲粒子可能会以准粒子形式涌现于人工量子系统。此机制类似于半导体中受激电子脱离价带后形成的空穴。价带中留下的空穴表现得像一个带正电的粒子，其迁移行为主导了半导体的导电特性。 超冷原子实验平台可能是另一种寻找仲粒子的途径。他们正与实验组合作探索这种可能性。“我们正试图（在超冷原子体系中）寻找仲粒子，”Wang 透露。在超冷原子实验中，激光和磁场被用来捕获和操控接近绝对零度的原子。在这些条件下，原子能够模拟更为奇异的粒子行为。研究团队希望此类实验装置能够诱导出高维系统（如三维空间）中的伸粒子行为。不过，现阶段的实验设计仍需理论模型的进一步指导。 若得以验证，仲粒子或将对物理学及相关技术产生深远影响。费米子和玻色子的统计性质大大加深了人类对中子星稳定性和超导现象等一系列问题的理解。类似地，仲粒子也可能解锁人类对于量子世界的新认知。正如 Hazzard 所述：“费米统计解释了材料的金属和绝缘体分类，以及元素周期表的结构。（基于玻色子的）玻色—爱因斯坦凝聚揭示了超流现象的本质。仲统计可能孕育尚未知晓的物态，这令人充满期待。”   1) 依据中国物理学会物理学会调查委员会于2019年修订的《物理学名词(第3版)》，parastatistics 规范译名为“仲统计法”。依格尔森统计规则的“paraparticle”译为“仲粒子”。“仲”字取“伯仲叔季”之序，暗喻其统计性质介于玻色子与费米子之间。——译者注 2) 二维空间中还存在任意子分数统计。——译者注 3) 发生于空间中某一点的事件不能瞬时影响距离之外的其他点。——译者注 4) 在任何参考系中都不能观察到结果先于原因出现。——译者注...

Deep decarbonization requires fundamental changes in meeting energy service demands, with some efforts increasing overall costs. Examining abatement measures in isolation, however, fails to capture their interactive effects within the energy system. Here we show the abatement costs of decarbonization in the United States using an energy system optimization model to capture technological interactions, multi-decadal...

我们很高兴宣布，Semiconductor Science and Technology（SST）期刊迎来了新任主编——张保平教授！在下方的访谈中，您可以了解关于他研究领域及学术愿景的更多内容。 想要了解更多关于SST期刊的信息并向期刊投稿，请点击此处链接，访问期刊主页。 访谈详情 1. 您对担任SST主编最期待的是什么？ Semiconductor Science and Technology期刊已有近40年的发展历史。作为首位来自中国的主编，我深感荣幸，并期待为期刊的发展贡献力量。我们未来的首要目标是提高SST的影响因子。作为半导体领域历史悠久且享有声誉的期刊，我们相信SST仍有进一步提升影响力的空间。 明年，SST即将迎来创刊40周年，这是一个重要的里程碑，我期待与大家共同庆祝这一成就！   2. 您会如何鼓励作者向SST期刊投稿？ SST是全球最早以半导体研究为核心内容的学术期刊之一。半导体技术是科技创新与工业变革的基础，因此，本期刊发表的文章不仅具有重要的学术价值，同时对人类社会的发展也至关重要。 此外，SST由知名出版社IOP出版社运营和出版，在半导体领域具有良好的学术声誉和广泛的影响力。   3. 在您看来，半导体领域最近最令人兴奋的研究进展是什么？ 采用光子晶体技术的半导体激光器展现出极高的功率。通过结合不同类型的半导体材料，可以制造出具有不同波长的高功率半导体激光器，未来有望取代传统的气体和固体激光器。 此外，研究发现，在碳化硅上外延生长的石墨烯是一种新型半导体材料，其电子迁移率高于常规硅材料。采用该材料制造的晶体管，其工作速度比传统硅晶体管快一个数量级，展示出广阔的应用前景。 期刊介绍 Semiconductor Science and Technology 2023年影响因子：1.9  Citescore: 4.3 Semiconductor Science and Technology（SST）专注于半导体的研究及其应用。SST是专业半导体领域的领军期刊，所发表的研究工作的质量从每篇文章的高下载量上可见一斑，吸引了越来越多的国际读者。SST的范围涵盖了半导体特性的实验和理论的基础及应用研究，包括：基本特性；材料和纳米结构；器件及应用；制造和加工；新兴领域，如拓扑绝缘体、层状材料和纳米线、能量半导体和柔性电子等。

IOP出版社旗下期刊Smart Materials and Structures近日宣布哈尔滨工业大学张风华研究员加入该刊编委会，担任编委。我们在此表示热烈欢迎！ 编委介绍 张风华  研究员 哈尔滨工业大学 张风华，哈尔滨工业大学研究员，博士生导师。2014年-2016年在英国剑桥大学访问学习，2017年哈尔滨工业大学博士毕业留校任教。现任中国复合材料学会智能复合材料专业委员会秘书长、国际先进材料与制造工程学会(SAMPE)智能复合材料专业委员会秘书长、SAMPE北京分会第四届理事会理事、中国材料研究学会纤维材料改性与复合技术分会理事、中国医疗器械行业协会增材制造医疗器械专业委员会工学专家。现任International Journal of Smart and Nano Materials期刊Deputy Editor，Advanced Fiber Materials、Research等期刊的青年编委。长期从事智能材料与结构方面的研究工作，主要包括形状记忆聚合物及复合材料设计制备、4D打印智能结构及生物应用、形状记忆微纳结构制备及应用、多功能复合材料及航天应用等，发表SCI论文90余篇，授权中国发明专利46项，获2021年度“中国高等学校十大科技进展”（第5）。非常荣幸现在担任Smart Materials and Structures期刊的编委。 期刊介绍 Smart Materials and Structures 2023年影响因子：3.7  Citescore：7.5 Smart Materials and Structures（SMS，智能材料与结构）是一本多学科期刊，专注于智能材料、系统和结构（包括智能系统、传感和驱动、自适应结构和主动控制）的技术性进展。SMS内容涵盖：智能材料开发和应用；用作传感器和驱动器的智能材料；自适应结构系统；用于修正光谱偏移和折射率偏移的智能光学材料；用于地面车辆、飞机和民用基础设施；能源收集系统；利用仿生学和生物灵感的智能材料系统；3D打印智能材料及其应用；智能纺织品和可穿戴技术等。

《物理世界》（Physics World）是世界领先的物理杂志，并以月刊的形式发送给英国物理学会（IOP）的所有成员。《物理世界》的每一期都涵盖了世界各地科学家都关注的时事新闻和关键问题，包括著名物理学家和科学作家的专题文章、综合新闻和分析，以及精辟的观点文章。 我们将不定期精选出其中的优秀文章，供大家阅读。希望您喜欢阅读本期文章！ 文章介绍 The muon’s magnetic moment exposes a huge hole in the Standard Model – unless it doesn’t In 2021 the Muon g-2 Experiment at Fermilab found a significant discrepancy between the theoretical prediction and the experimental measurement of the anomalous magnetic moment of the muon, indicating the existence of new physics. More...

特刊详情 客座编辑 周生喜，西北工业大学 赖志慧，深圳大学 刘小川，中国飞机强度研究所 李忠杰，上海大学 赵丽雅，澳大利亚新南威尔士大学   主题范围 Energy harvesting (EH) and structural health monitoring (SHM) are related technologies. Both are reliant on transduction, the conversion of energy from one type to another. They can be more intimately related in applications where scavenged energy is used to power sensors used in structural health monitoring,...

特刊详情 客座编辑 Edgar Virgüez，美国卡内基科学中心 June Lukuyu，美国华盛顿大学 Krishnapriya Perumbillissery，美国杜克大学 Myriam Shiran，美国普渡大学 主题范围 In the global discourse of a transition towards net-zero emissions energy systems, the focus often centres on the United States and countries of the European Union. Nonetheless, the success of the necessary energy transition depends on worldwide actions. In this context, understanding the barriers...