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滴水成冰!中國新「超級實驗室」可在室溫下將水變成冰 提供前所未有的實驗平台

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滴水成冰!中國新「超級實驗室」可在室溫下將水變成冰 提供前所未有的實驗平台

2025年03月26日 10:20

在中國新建的材料科學前沿「超級實驗室」中,研究人員進行了一項開創性的實驗,成功地在室溫下將水變成了冰。

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中國科學院副教授程金光。影片截圖

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據內媒報道,中國國家重大科技基礎設施「綜合極端條件實驗裝置」(SECUF)在北京懷柔順利通過國家驗收,標誌著中國已建成國際先進的同時具備極低溫、超高壓、強磁場和超快光場等極端條件綜合實驗能力的大科學裝置,為材料科學、物理學、化學等領域的研究提供前所未有的實驗平台。

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可在常溫狀態下把水變冰

該設施由中國科學院物理研究所(IOP)運營,是探索材料科學前沿的「超級實驗室」。在SECUF高壓原位多物理量協同測量實驗站,一位研究人員展示了水在正常室溫下如何變成冰。

隨著研究人員一絲不苟地將水一滴一滴地加入儀器中,裝置中心的壓力不斷增加,水的狀態逐漸發生變化,慢慢變成了冰。

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在高壓下水可變冰

中國科學院副教授程金光解釋,「在常溫等正常條件下,水應該是液態,冬天零攝氏度時就會結成冰,也就是人們所熟知的冰。但在高壓下,也就是大約相當於平均氣壓一萬倍的水平,水也可以在室溫下結成冰,這是因為壓力有效地把原子結構形成了極氧結構之間的距離」

中國科學院副教授程金光。影片截圖

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目前從事的是前沿基礎研究

程金光指出,該設施的設備可產生 300 吉帕斯卡 (GPa) 的超高壓,幾乎相當於地球核心的壓力。還可以產生持續時間為100阿秒(即十億分之一秒的十億分之一)的超快鐳射脈衝,即時捕捉電子動態。「目前我們從事的是前沿基礎研究,目的是拓展對物質世界的認識,理解物質世界的運作規律和機理,在此基礎上設計、優化材料性能,開發出性能優異、實用的量子功能材料。」

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一項來自美國加州大學柏克萊分校的實驗挑戰了人們對已知所有顏色的認知,研究團隊宣稱他們成功通過雷射光刺激視網膜,讓受試者「看見一種從未有人見過的顏色」。

美科學家解鎖新顏色

這項具有爭議性的實驗結果刊登於《科學進展》期刊。研究人員透過雷射脈衝精準刺激受試者視網膜中的一種名為「M錐體細胞」的感光細胞。由於自然光無法單獨刺激此類細胞,研究團隊認為,透過人工方式產生的這種視覺體驗超出了人眼的自然感知範圍。

儘管受試者將這種新色描述為「藍綠色」,但研究團隊指出,這只是接近而無法準確描繪。

柏克萊大學電機工程學者伍仁表示,他們預測這種新色彩會是前所未見的訊號,但無法預料大腦如何詮釋它,形容這種新色「令人震撼,飽和度極高」。

研究團隊將這種顏色命名為「olo」

研究團隊將這種顏色命名為「olo」,源自二進位編碼「010」,象徵在三種視網膜錐體細胞中,只有M錐體被啟動。

雖然團隊釋出了一張藍綠色方塊圖像作為示意,但強調此顏色無法準確地在螢幕或印刷品中呈現。他們的視覺科學家魯爾達指出,「螢幕上顯示的並非真正的olo」,真正的olo比螢幕顯示的版本更強烈。

olo成為自然界中難以出現的現象

專家指出,一般人之所以能分辨不同顏色,是因為視網膜上的三種錐體細胞對不同波長的光產生反應,但自然光無法只啟動M錐體,這使得olo成為自然界中難以出現的現象。

這項發現也引起了部分專家的質疑。一位視覺學者表示,olo並非真正的新顏色,對於具有正常紅綠感知系統的個體來說,這只是一種飽和度更高的綠色,並認為其實際應用價值有限。

Getty示意圖

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技術被稱為「奧茲視覺」  可能應用於探索視覺認知的基本機制

研究團隊表示,這項技術被稱為「奧茲視覺」,可能應用於探索視覺認知的基本機制,以及研究色盲和視網膜疾病等。然而,他們也指出,這種新顏色難以在手機或電視螢幕上呈現。

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