【初中组 5】梦想接力赛(钟韩易)
【初中组 5】梦想接力赛(钟韩易)
海盐县博才实验学校 七(3)班 钟韩易 指导老师:符美英
科技改变世界。随着科学技术的发展,我们的生活越来越丰富。各国科学家们并没有停下前进的脚步,他们不停追逐梦想,以期创造更美好的未来。
引力波是1916年爱因斯坦建立广义相对理论后的预言。极端天体物理过程中引力场急剧变化,产生时空扰动并向外传播,我们称之为“时空的涟漪”。
2015年,美国aLIGO高新激光干涉仪直接观测到GW150914引力波,那是在十几亿光年外2个分别为29倍太阳质量和36倍太阳质量的超恒星级黑洞并合产生的信号。aLIGO的发现,证明了百年前的伟大猜想,为天文学打开了一个观察宇宙的全新窗口,让我们拥有了 “顺风耳”。中国科学家经过几十年的探索,不仅拥有了太极、天琴、和阿里实验三大聆听宇宙音符的引力波探测计划,2016年建成世界最大的500米口径射电望远镜“天眼”,还将通过监测脉冲星探测引力波的存在。
如果说引力波将帮助我们理解宇宙,高温超导则会直接改变我们的生活。
1911年,荷兰物理学家Heike惊讶地发现:当汞被冷却至接近绝对零度时,电子可以通行无阻,他将这个零电阻状态称作“超导电性”,然而,实验证明,大多数材料只有在接近绝对零度时,才会转变为超导体,目前零电阻导电的最高温度约为-140ºC。如果一种材料能够在室温下表现出超导电性,就可以为能量传输、医用扫描仪和交通领域等带来历史性的改变。
石墨烯是一种以碳原子组成的六角形呈蜂巢晶格的平面薄膜,是厚度只有1个碳原子大的二维材料。2018年3月,年仅22岁的中国留学生曹原发现了石墨烯的“魔角”:将两层只有原子厚的石墨烯堆叠在一起,当碳原子间的排列呈1.1度的角度偏移时,石墨烯就会变成超导体。虽然仍需要接近1.7K的低温才能出现超导现象,但是却无需引入其他物质,仅仅通过简单操作就可以实现。通过这种双层石墨烯超导体的深入研究,将为高温超导体的研究指明方向。
太阳为地球带来光和热,这一切都源自于太阳内部无时无刻不进行着的热核聚变反应。如果人类可以掌控驱动这种反应的技术,制造出“人造太阳”,不就意味着世代梦想中无限清洁能源时代来临了吗!
要在地球上实现受控核聚变,不能像太阳一样通过重力来约束高温高密度的等离子体以满足聚变反应条件,必须另辟蹊径:如通过强磁场来约束。要利用磁约束实现可控聚变反应持续稳定运行,等离子体中的离子温度须超过 1 亿度、密度足够高以及等离子体约束在一定空间的时间足够长,这三者的乘积必须突破 “劳逊判据”条件。2018年11月,合肥科学城的EAST托卡马克核聚变实验装置电子温度首次达到1亿度,持续运行时间超过1000秒,跨越了世界科学界难以逾越的两座高峰,促使人类可控核聚变反应向前迈出了一大步。此外,中国核聚变工程实验堆CFETR也已经开始工程设计,开启了受控核聚变从研究走向实用化的新的篇章。
一个新时代悄然开启,无尽的自然之谜正徐徐展开。梦想的接力赛更加精彩激烈,大家都准备好了吗?我们的征途是星辰大海!