这种材料有望替代硅[疑问]

自从一种被称为拓扑绝缘体的新材料问世以来(这一发现帮助获得了 2016 年诺贝尔物理学奖),研究人员一直对其的电子应用的可能性很感兴趣,例如超低能晶体管、癌症扫描激光器和超越5G的自由空间通信。拓扑绝缘体的不寻常名称源于其内部绝缘和外部导电:在拓扑绝缘体的外边界上,电或(在某些情况下)光很容易绕过角落和缺陷,并且几乎没有损失。

令人惊讶的是,拓扑绝缘体似乎只是第一代奇异的电和光半金属、超导体和其他形式的物质。尽管这些奇怪的、有时甚至是古怪的化合物目前可能令人困惑,但研究人员发现这些材料具有特殊的特性,可以开发成未来的技术。

拓扑学是数学的一个分支,它探索与变形无关的形状的性质。例如,一个形状像甜甜圈的物体可以变形为杯子的形状,这样甜甜圈的孔就变成了杯子把手上的孔。然而,物体不可能在不改变成根本不同的形状的情况下失去洞。

研究人员利用拓扑学的见解,于 2007 年开发了第一个电子拓扑绝缘体。沿着这些材料的边缘或表面快速移动的电子受到“拓扑保护”,这意味着电子流动的模式将在面对任何干扰时保持不变可能会遇到。

拓扑材料如何进入未来的电子和光子学?以下是一些可能的路线。

电子拓扑绝缘体

澳大利亚科学家表示,基于电子拓扑绝缘体的晶体管可以帮助计算机节省大量能源。墨尔本莫纳什大学的物理学家 Michael Fuhrer 说:“我们预计拓扑晶体管可以取代传统的半导体晶体管,并且对于相同尺寸的晶体管使用更少的能量。”

为了将数据表示为 1 和 0,电子设备会在一种电状态和另一种电状态之间切换晶体管,这种切换需要最少量的电压。研究人员探索了用电子拓扑绝缘体代替用于制造晶体管的传统半导体。当这些材料表现正常时,它们的导电边缘可以充当晶体管的“导通”状态。但是当施加电场时,它们不再像电子拓扑绝缘体那样起作用,因此不再具有导电边缘,从而充当晶体管的“关断”状态。

通过使用正确的拓扑材料,科学家们计算出拓扑晶体管可以消耗标准晶体管的一半电压和四分之一的能量。“今天的计算使用了世界电力的 8% 到 10%,并且每十年翻一番,”Fuhrer说。“所以我们需要一种新技术来提高计算机芯片的效率。拓扑晶体管可以做到这一点。”

拓扑晶体管的一个可能候选者是铋,一种排列在蜂窝晶格中的单层铋原子。研究人员刚刚开始在实验室中研究铋,因此还没有将其制成晶体管。其他材料尚未合成。“这项工作需要很多时间,我们不希望我们设想的晶体管明年或什至在这十年内出现在你的 iPhone 中,”Fuhrer说。

光子拓扑绝缘体

2009年,科学家们开发出光子拓扑绝缘体,其中的光同样受到拓扑保护。这些材料的结构导致特定波长的光沿其外部流动而不会损失或散射,即使在拐角和缺陷周围也是如此。

第一个找到实际用途的拓扑绝缘体实际上可能是光子的,而不是电子的。一种可能的应用可能是包含拓扑保护的激光器,与传统设备相比,它可能显示出更好的效率和对缺陷的稳健性。这样的好处将提高数量和加工后使用的设备的一致性,新加坡南洋理工大学电学和光学工程师Qi Jie Wang说。

科学家们从由砷化镓和砷化铝镓层制成的芯片开始。当充电时,芯片发出明亮的光。研究人员在芯片上钻了一系列孔,每个孔都类似于一个四角被修剪掉的等边三角形。在这个格子周围,研究人员钻了额外的相同形状但方向相反的孔。来自芯片的光沿着不同组孔之间的边界流动,并作为激光束从附近的通道发出。事实证明,这种制程可以抵御缺陷,包括科学家钻出的额外孔。“我们能够创造光可以通过而没有散射损失或反射的光子结构,”王说。

这种激光以太赫兹频率工作,这对于癌症筛查和机场安全扫描非常有用。王和他的同事目前正在探索使用夹在一起的铟镓砷和铟铝砷层来发射中红外波长的拓扑激光器,这对于检测和分析空气污染物、激光雷达传感器或 5G 以外的自由空间通信等应用非常有用。然而,他指出 COVID-19 大流行推迟了实验工作。

拓扑超导体

尽管拓扑绝缘体在其外部拥有受拓扑保护的电子或光子,但一类不寻常的被称为拓扑超导体的超导体可能在其表面拥有难以捉摸的理论粒子,可以推动量子计算的重大进步。

拓扑超导体通常由与半导体耦合的超导金属制成。这些材料之间的相互作用可以产生Majorana fermions,,这是它们自己的反粒子的长期理论粒子。

Majorana fermions,可以用作量子位或量子位,这是大多数量子计算机的核心——理论上可以在瞬间执行比宇宙中原子更多的计算的机器。量子比特通常是脆弱的,但拓扑超导体的Majorana fermions可以证明拓扑保护不受干扰,科学家认为这一特性可能会导致实用的量子计算机。“拓扑量子比特是人们对拓扑超导感兴趣的最重要原因,”马里兰大学帕克分校的凝聚态理论家张瑞兴说。

然而,到目前为止,还没有确凿的证据证明拓扑超导体或Majorana fermions的存在,张说。2018年微软支持的一项研究声称找到了这两者的有力证据,但这项工作最终在 2021 年被撤回。

尽管如此,研究人员仍对证实拓扑超导体的存在抱有希望。张和他的同事建议检查铁基超导体的薄膜,而其他人则建议使用石墨烯等材料。“我非常乐观,我们将在未来几年内实现Majorana物理学,”张说。

拓扑半金属

拓扑半金属就其导电或导热能力等特性而言,介于金属和绝缘体之间。世界各地的科学家越来越多地发现,这些材料具有非凡的特性,例如几乎无耗散的电流以及比任何其他材料都能够将更多的光转化为电能的能力,这暗示了广泛的潜在应用,例如超低电力电子设备和废热发电。

存在多种令人眼花缭乱的拓扑半金属,例如狄拉克半金属、外尔半金属、多重费米子半金属等,每一种在拓扑上都与其他半金属不同。传统半金属可以通过温度变化或化学成分的轻微调整轻松转化为金属或绝缘体,而拓扑半金属尽管温度或成分发生变化,但仍顽固地保持其半金属性质。

物理学家说,就像石墨烯,电流可以在拓扑半金属流几乎零耗能的,有可能使他们对超低功耗的电子有用的正木内田在东京工业大学。物理学家说,与此同时,研究人员可以在理论上有所不同拓扑半金属的厚度来调整自己的特性,而原子薄的石墨烯具有有限的厚度和设计的目的因此不太灵活。

拓扑半金属还可以显示出乎意料的特性,例如,在波士顿学院的物理学家肯伯奇和他的同事们发现,钽砷化可以本质上产生的10倍以上之多电流从光作为任何其它材料。这种效应发生在中红外光下,这表明砷化钽可用于化学和热成像。“你也可以想象将热物体作为废能发出的红外辐射转化为有用的电能,”伯奇说。

几十年来,科学家们可能忽视了许多拓扑半金属的显着特征。麻省理工学院的理论物理学家本杰明·维德(Benjamin Wieder)和他的同事最近刚刚在单硅化钴和类似材料中发现了这种特性 ,研究人员已经研究了近 70 年。

“拓扑材料发现和应用的未来可能不在于新材料的设计,而是......重新发现具有被忽视特性的有趣材料,”Wieder说。“如果你知道去哪里找,下一个非常受欢迎的固态材料可能会藏在一张有70年历史的纸里。 https://t.cn/R9600FI

【吴牧野钢琴独奏世界巡演·沈阳站 横跨两个世纪的音乐对话】

国际钢琴艺术家吴牧野将于6月20日在沈阳盛京大剧院奏响可称为“贝多芬巅峰作品”的四部钢琴奏鸣曲——《悲怆》、《暴风雨》、《月光》、《热情》,四部最经典作品一夜呈现,对乐迷来说超级难得,这也是吴牧野巡演首次来到沈阳。

他被媒体称为“近三年来对钢琴界贡献最重要”的艺术家,三年切换三套巡演曲目——《舒伯特即兴曲全集》、《肖邦圆舞曲全集》和《强者独白·贝多芬巅峰作品选》;疫情期间在上座率仅一半的情况下坚持走进音乐厅为各地乐迷带去好音乐,鼓舞人心。吴牧野也成为国际古典乐坛晋升最快的男神级钢琴家,他如同钢琴诗人一样展现了自己完美的琴技和强大的力量,他除了将每首乐曲情感表达发挥到极致,惊人的技巧掌控赋予作品无尽的画面,更留给乐迷丰富的想象空间。他的巡演被古典音乐市场评价为兼具了“内涵气质与感官体验”,“极具思想性和影响力”的音乐会。

从最复杂的严肃曲目驾驭,到对作品深度探索与表达,吴牧野一直在还原古典音乐巨匠们鲜活的生命,与之灵魂对话,才是对艺术最无价的传承。

吴牧野说,他在弹奏贝多芬时,脑海中曾经浮现出很多不同意像,最有趣让他久久不能忘怀的,是意大利西西里黑帮教父的形象!虽然是玩笑,却也看出吴大师自己音乐世界里对贝多芬个性到近乎顽童般的表达,这是他坚持选择最难弹奏、对技巧和体力要求最高的四首奏鸣曲为观众一气呵成,极尽视听之娱的部分原因吧;用牧野巅峰的演绎能力,展现乐圣巅峰的音乐作品。

抛弃最弱的表达,

35岁的吴牧野演绎贝多芬35岁的巅峰之作

吴牧野不仅是演绎作品 而是演绎音乐家的一生。

吴牧野此次巡演选择了四部脍炙人口的贝多芬钢琴奏鸣曲:“悲怆”、“暴风雨”、“月光”、“热情”。这四部作品也是贝多芬巅峰时期的创作,那一年贝多芬35岁,刚好和吴牧野同龄。这场“强者独白”也正是吴牧野和当年同龄的乐圣贝多芬,通过钢琴进行一场指间的“对弹”和心灵的“对谈”。我们已经听过太多大师级人物演奏贝多芬钢琴奏鸣曲,尽管他们演奏技艺精湛、无懈可击,但在现场听到与贝多芬创作年龄“同龄”的艺术家一气呵成演奏如此高难度的四首作品,“游目骋怀,足以极视听之娱,信可乐也”。

真正的强者,需要有强大的内心,而音乐是内心最有力最抽象也最深刻的表达。演奏乐圣贝多芬最经典的作品,演奏者即便在不同时空,也一定和乐圣一样是艺术和生活的强者;吴牧野的“强者独白”,就是在这样磅礴激荡的时代,艺术家为人民、为时代创作时的心灵写照。

不刻意追求炫技,

回归音乐本身

很多乐迷这样评价吴牧野,称他完全满足这个时代对国际钢琴大师的最高期待:琴技高、颜值高、音乐性最深刻且情感表达最高级的钢琴家。吴牧野的“炫技”是把自己的技术饱含深情地融入乐曲中,舒伯特、肖邦、贝多芬三位作曲家给他很多人生中的灵感和感悟。谈及眼中的贝多芬形象,吴牧野则用高贵的情操,热烈的情感,优雅的内心,浪漫的灵魂来形容,他说,“大家看到的是他力量的一面,但其实他是诗意的代表。”

对于擅长演绎舒伯特和肖邦这样浪漫精致作品的吴牧野来说,要将贝多芬作品中巨大的音乐能量释放出来,真正体现这个时代需要的强者之音,是需要他极强的意志和能量,更不用说这是他三年内的第三套大型巡演曲目,也真是一次全新的尝试和挑战,而吴牧野完美地做到了。他的贝多芬奏鸣曲,是乐迷绝对不能错过的。追求内心、直击灵魂的演奏,在当下的社会和生活中,这份纯粹对心灵的治愈,显得尤为珍贵。

对吴牧野来说,技能与情绪的平衡,是克制与自由、理性与感情、洞察与浪漫的平衡,这恰恰是古典音乐对他最大的诗意。当艺术家完美平衡了冲突间的对立之时,便是艺术迸发优雅的迷人时刻。让矛盾的东西相互融入,这是吴牧野钢琴演奏中极富张力与魅力的呈现。他对于古典音乐的理解,带有着矜持与克制的浓烈,把每一个音符都被精致雕琢成了干净利落又清冽分明的独立生命体,也使得演奏作品回归于古典主义本身——精益求精的严苛创造根源。他的钢琴完美地做到了这种收放之间天才的平衡。

三年三套曲目,

这样的传承才是难相遇的奢侈品

吴牧野三年内切换三套巡演曲目(“舒伯特即兴曲全集”2018/2019、“肖邦圆舞曲全集”2019/2020、“强者独白·贝多芬巅峰作品选”2020/2021),演绎出了不同作品的精髓和情感,实属罕见。吴牧野始终不断地在丰富自己,保持对音乐、对艺术的热情,同时也是在对古典音乐的传承、发扬和致敬。

最让人称道的是,在这三轮音乐大师完整曲目的巡演中,当吴牧野的灵动和舒伯特的自由相结合,当吴牧野的内在力量和肖邦的浪漫相碰撞,当吴牧野的纯粹和贝多芬的丰富情感相融,两两相融产生的灵魂的震颤让人产生无尽的想象。

“强者独白”必听

本次钢琴独奏音乐会的选曲涵盖了贝多芬创作的早中晚三个时期,吴牧野指尖的贝多芬“巅峰”钢琴奏鸣曲中,从《“悲怆”奏鸣曲》第一乐章明亮希望与黑暗绝望交织矛盾冲突的引子开始,到《“月光”奏鸣曲》宁静深邃又难掩悲哀的柔情,在从遥远之处传来的旋律中沉思,到用极富戏剧性的乐思塑造莎士比亚《暴风雨》中音乐形象的《“暴风雨”奏鸣曲》,最后到达“既狂热又崇高”如同火山爆发般激情的《“热情”奏鸣曲》。

不同于许多钢琴家的选曲,吴牧野并没有选择晚期作品中类似于“槌子键琴奏鸣曲”Op.106、 Op.109、 Op.110 、Op.111这样的学院派风格浓郁的作品,而是选择了更容易让听众身临其境、更容易拉近与古典音乐距离的四首经典作品,把它们凑在一起,并不容易演绎,演奏者更是很难通过二度创作展现自己自身的演奏风格,对演奏者来说也是极大的挑战。

现在,让我们聆听强者的独白,感受贝多芬的宏伟和深邃,不屈与顽强,在古典主义音乐的丰碑前,登及“巅峰”。

1.C小调第八号钢琴奏鸣曲“悲怆”,

Op.13 贝多芬

第一乐章 庄板

第二乐章 如歌的柔板

第三乐章 回旋曲,快板

2.D小调第十七号钢琴奏鸣曲“暴风雨” ,

Op.31 No.2 贝多芬

第一乐章 广板-快板

第二乐章 柔板

第三乐章 小快板

3.升C小调第十四号钢琴奏鸣曲“月光”,

Op.27 No.2 贝多芬

第一乐章 持续的柔板

第二乐章 小快板

第三乐章 激动的急板

4.F小调第二十三号钢琴奏鸣曲“热情”,

Op.57 贝多芬

第一乐章 很快的快板

第二乐章 生动的行板

第三乐章 不过分的快板

*曲目及顺序以演出现场为准

演出信息

演出名称:《强者独白·贝多芬巅峰作品选》吴牧野钢琴独奏世界巡演·沈阳站

演出时间:https://t.cn/A6VgWO0m 10:00

演出地点:盛京大剧院 音乐厅

演出票价:VIP680/480/280/180/30(惠民票)

档案库 | 人物资料 序列008——「守门者」阿图姆

//你好,尖兵。欢迎登录NPSA档案库。
//人物资料 序列008——阿图姆
//爱丽丝正在解码数据……

姓名:阿图姆(Atum)
年龄:未知
身高:未知
身份:古神教大祭司
标签:狂暴;狂傲;黄昏者
所属阵营:古神教

人物经历
——“那么,向神祈祷吧!”

在古神教,阿图姆这个名称更像是一个世袭的职位。上一代的阿图姆去世之后,将“钥匙”交给了这一代的阿图姆。
每个阿图姆的毕生职责,都是寻找到“钥匙”能够开启的“大门”。他们坚信,进入门后,他们就能够进入神的世界,共享神的荣耀,永生不灭。
无法评论是幸运抑或不幸,这一代的阿图姆,找到了开启“门”的地点——第九区。
在计算好的时间,阿图姆赶到了“门”所在的位置,他诚挚的向神明献上了祭品,在狂风暴雨中,阿图姆双手高高举起了那柄据说能打开神界大门的钥匙,刺眼的光芒闪过,“门”打开了。在浓郁的伊甸辐射中,阿图姆彻底的失去了意识......

狂暴的伊甸辐射席卷了整个第九区,所有的人和机械全部骸化了。监测到骸化浓度异变的NPSA马上通知了在附近执勤的琉璃,联络附近尖兵赶往第九区查探情况。
而此时,在伊甸辐射的风暴中心,“阿图姆”再次睁开了双眼——
“那么,向神祈祷吧!”

#雏蜂# #雏蜂:深渊天使#
————————————————
官方预约站:https://t.cn/A6c53PGq
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