氣體可以當作透鏡使用嗎?

■透鏡是光學最基本的元件之一,它能讓光線聚焦或發散,也能讓物體成像放大或縮小。要對越小的物體成像,必須使用波長越短的光線。在許多應用中,只有極端紫外光(波長在100奈米以下)才能滿足成像的需求。但是短波長的光線非常容易被物體吸收,所以大部分的透鏡對極端紫外光來說都是不透明的。德國科學家使用氣體透鏡解決這個問題。這個氣體透鏡的吸收率只有5%,能調控光線折射的角度和光束聚焦的程度,並且能同時當作凹透鏡和凸透鏡使用。

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指尖上的同步輻射

■同步輻射是電子等帶電粒子加速度時釋放的輻射。這些輻射有亮度高、準直性好和偏振單純等良好性質,被廣泛應用在科學研究中。台灣是世界上少數擁有同步輻射技術的國家之一。位於新竹的台灣光子源是台灣自行設計的同步輻射設施,周長超過半公里,是世界上最亮的光源之一。由於同步輻射設施龐大,通常需要國家級的資金,甚至是跨國合作才有辦法建造。如果能將設施尺寸縮小,同步輻射的應用將更廣泛。本文介紹科學家透過奈米科技和超光速技術,將同步輻射縮小到毫米等級的初步結果。

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100%填滿的全像量子井

■原子是組成大部分物質的基本單位,自由操縱單一原子可說是一種終極科技。1990年代,IBM就展示了原子操縱術,用35顆原子排出「IBM」三個英文字母。但是這個技術只能用在材料表面,原子僅限在二維方向中移動,三維空間的原子操縱仍未達成。隨著冷原子科技的發展,科學家對原子的掌握度越來越高,如今終於能用原子在真空中排出任意複雜的3D結構。這項科技能應用在新穎材料發展、凝聚態物理研究和量子電腦開發。

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【物理史中的七月】1816 年 7 月:菲涅耳(Augustin-Jean Fresnel)對於光波動理論的證據

■光是粒子還是波,此問題幾世紀來科學家的看法紛歧,直到 20 世紀初。牛頓持前一個論點,主張「微粒」說。但到了 19 世紀初,波動理論東山再起,部份歸功於一位法國土木工程師菲涅耳(Augustin-Jean Fresnel)所做的研究。

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光與神經科學的故事

■在所有人體方面的研究中,腦科學大概是其中最難研究、瞭解程度也相對不高的一個區塊。而由於腦是由眾多神經元(約1千億顆)所組成,科學家的首要目標便是瞭解了神經元;因此神經元是什麼?它怎麼運作?它該用什麼方式來研究呢?成了科學家們必須先回答的問題。
神經的起源相當混亂,它的發現最早可追溯至西元前500年,一位希臘的哲學家阿爾克邁翁在解剖動物時發現了視神經,而後在西元前100年時又由羅馬哲學家蓋倫提出「腦是思考的中心」,推翻了過去亞里斯多德的學說(心是思考的中心),由此奠定了神經生物學的基礎。

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【奈米科技】超越理論輻射的極限─近場熱輻射

■熱的傳遞方式包括傳導、對流及輻射。一般來說傳導及對流的效率比輻射高,但當兩物體的間距只有10幾奈米時,熱輻射的效率竟會大幅提升,甚至可以超過傳統熱輻射理論預測的80倍之多。

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