2013年2月《自然》雜志內(nèi)容精選
磁邏輯電路的吸引力
現(xiàn)代電子器件需要速度越來越快的信息處理器和更強大的功能。基于磁效應(yīng)的邏輯器件有可能滿足這些需求中的其中一些。尤其是,當(dāng)電壓和磁場都可被用來控制器件時,其功能就會增強。Jinki Hong及其同事用小能帶隙半導(dǎo)體“銻化銦”設(shè)計了一個微通道,其電流-電壓特點強烈依賴于所施加磁場的方向和強度。用這些器件做成的電路可以被編程和重新編程,來執(zhí)行如AND、OR、NAND 和NOR等特定邏輯功能。這一方法有可能為非易失性、可重新配置的邏輯電路(在這類電路中,硬件與軟件之間的區(qū)別幾乎消失了)提供一個有趣的新平臺。
一個實用的混合型量子系統(tǒng)
在量子信息技術(shù)這一新興領(lǐng)域,今后要取得的進展預(yù)計涉及將不同類型的量子系統(tǒng)結(jié)合起來,以掌控不同的自由度。按照這種精神,這篇論文描述了將一個記憶元件(它有長壽命的量子態(tài))和一個量子界面(它提供容易的讀出)結(jié)合起來的一個固態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建。這一點是通過將一個以“超導(dǎo)transmon量子位”形式存在的人造“二能級原子”耦合到兩個不同的共振腔(一個微波共振腔和一個納米機械共振腔)上實現(xiàn)的。在所得到的混合型器件中,低頻聲子腔存儲來自量子位的量子信息,電微波共振腔與外部世界通信。
“電子晶體”的一種新形式
“電子晶體”(電子在其中表現(xiàn)為陰離子的離子晶體)的物理性質(zhì)在很大程度上取決于陰離子電子約束腔的拓?fù)洹R虼耍瑢崿F(xiàn)“電子晶體”實際應(yīng)用的一個重要步驟是,發(fā)現(xiàn)具有獨特拓?fù)涞男录s束空間。被約束的二維電子層以前曾通過人工制造通常由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的異質(zhì)界面結(jié)構(gòu)實現(xiàn)過。本文作者將演示這種行為的材料范圍延伸到了一種“電子晶體”——氮化鈣(Ca2N)。這種化合物具有電子約束的理想性質(zhì):具有合適夾層間距的一個分層結(jié)構(gòu)和允許松散結(jié)合的電子層在沒有電子俘獲的情況下存在的一個化學(xué)結(jié)構(gòu)。通過為 “電子晶體”提供一個新材料圖像(material image),這項研究應(yīng)能導(dǎo)致一系列具有獨特物理性質(zhì)的二維“電子晶體”問世。
活動星系核(AGN)黑洞性質(zhì)被確定
在活動星系中心發(fā)現(xiàn)的黑洞的性質(zhì)可以從它們的X-射線發(fā)射譜來推導(dǎo)。問題是,幾個不同模型似乎都能同樣好地解釋這些發(fā)射線的加寬和變形。Guido Risaliti等人利用由XMM-Newton和NuSTAR太空望遠鏡獲得的Seyfert星系NGC 1365的核心的高質(zhì)量寬帶X-射線光譜,提出一個分析結(jié)果,它能可靠約束黑洞的自旋。他們利用加寬的Fe-線發(fā)射的時間和光譜分析來解析來自反射的“時間變量吸收”(他們發(fā)現(xiàn)該吸收來自在一個迅速自旋的黑洞2.5個引力半徑之內(nèi)的一個區(qū)域)造成的連續(xù)變化。不包括“相對論盤反射”的由吸收主導(dǎo)的模型可以被排除在外。