Alt-week 科技七日谈(2012.7.8):太阳耀斑、「捕捉」暗物质以及真实大小的乐高「森林」

Sanji Feng
Sanji Feng
2012年07月9日, 晚上 08:37

在过去的一周里我们听闻了超级英雄背后的故事、看到了未来的太阳能板技术、发现了一片乐高森林同时还了解了如何用金和 DNA 来「捕捉」暗物质。除此之外太阳那边也有一些不寻常的景象。想知道更多吗?那就跳转来看看我们的 Alt-week 科技七日谈吧。

虽说上周希格斯玻色子吸引了大部份的关注,但在同样很难被找到的暗物质这边其实也有了一些进展。之前许多的理论都行不通,而且暗物质本身不发光、不吸收光的特性也让它无迹可寻。但在不懈的努力之下,科学家们最近终于获得了一些突破。

这一「捕捉」暗物质的方法是由密歇根大学(University of Michigan)的 Katherin Freese 和哈佛大学(Harvard)的 George Church 共同完成的。他们将金弄成薄片状,覆盖在线状排列的 DNA 之上,当暗物质接触到金的时候会与金原子发生碰撞,金原子被撞出薄片并且穿透 DNA 层之后,凭藉 DNA 标示就可以追踪其轨迹。通过这样的方式就可以「捕捉」到暗物质了。

说到 DNA 最近又现身的蜘蛛侠其实也有一定的关系,大家应该都知道 Peter Parker 是怎么变成超级英雄的嘛。不过这不是我们关心的重点,我们想说的是在「超凡蜘蛛侠」(The Amazing Spider-Man)中,他们请来了 James Kakalios(「超级英雄的物理学」作者)等科学方面的专家来让自己的故事「更站得住脚」。 下面就是一段 Kakalios 的介绍视频,如果你心里有什么问题的话,看完之后说不定能找到个解答喔。







说完了超级英雄我们再来讲讲自己普通人的生活。虽然可能没什么机会接触到放射性能源(接触了也不会变超级英雄好不好...囧),但要说从太阳那里获取能量我们还是有一些办法的。在过去的一周中我们发现了一项新的研究,它可能会为光伏太阳能系统(Photovoltaic solar system)带来一些改进。光伏面板可以提供热和电,但在供电时它的表现要远好于供热。为解决这种不平衡,Joshua Pearce(密歇根理工大学,Michigan Technological University)、Michael Pathak 和 Stephen Harrison 想出了一个办法,那就是改用一种极薄的硅来作为材料。但虽说这种硅更轻、更便宜、更环保,它还是有一个缺点:光辐射性能衰退效应(the "Staebler-Wronski" effect)。在光照射下效率会大幅衰退,这对太阳能面板来说可不是一件好事。

不过别担心,在这项新的研究中已经指出:在加热到约 100 摄氏度(太阳热能操作温度,solar-thermal operating temperature)时这种硅的光辐射性能衰退效应就消失了。另外如果每天进行一次传统快速高温退火(Spike Annealing,简单点说就是高温「烤」一下)的话,它的效率还能增加 10%。这样一来光伏太阳能系统的供热能力就得到了增强,未来在供热和供电两个方面就都能有比较好的表现啦。


接下来我们继续谈另一个比较热(其实何止是热,都要烧起来了)的话题:太阳耀斑。Space.com 报道说从巨大的黑子 AR1515 爆发了 M5.3 级(再往上就只有 X 级了)的太阳耀斑,太阳风暴直径约达 10 万公里(大概是地球直径的 8 倍)。这次的太阳耀斑发生在太阳活动周期(11 年)中比较活跃的阶段,而到了明年太阳活动将更为频繁,预计将达到顶峰。

最後我们要去到澳大利亚的步罗肯希尔(Broken Hill)看看一片不太一样的森林。作为「畅玩」(Festival of Play,今年是乐高登陆澳洲 50 周年)活动的一部份,乐高在这座城市中立起了许多真实大小的乐高积木树。这片「森林」的展出时间是 7 月 2 日至 7 月 12 日,和能买到的玩具相比,它们在各处细节上完全相同,只是尺寸被一下子放大了 66 倍。在现场除了这些 13 英尺高的「树木」之外,另外还能找到 15 处塑料小花,和当地的红土地放在一起还让人有种不一样的感觉呢。不过最令人印象深刻的是这些布置都是在一夜之间完成,当地居民开始并不知情,直到某天早晨起床的时候,他们才发现了眼前这片可爱的风景。实话说还真有点羡慕他们,毕竟用这样的方式开始一天的生活,可以说是一件很美好的事吧。
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