“普朗克”探测器绘出最精确宇宙微波背景图

欧洲航天局3月21日在其巴黎总部公布了根据“普朗克”太空探测器传回数据绘制的宇宙微波背景辐射图．这幅迄今最精确的反映宇宙诞生初期情形的全景图几近完美地验证了宇宙标准模型。

超导转变边沿探测器梁架尺寸估算方法

由于具有极低的噪声等效功率,超导转变边沿探测器(transition edge sensor,TES)近年来被广泛地应用于国际各个宇宙微波背景辐射(cosmic microwave background,CMB)极化观测项目中.为保证探测器工作在性能最佳区间,探测器饱和功率值需根据观测地点气象条件及观测波段进行调整,而探测器梁架结构尺寸直接决定了饱和功率大小.因工艺差异等原因,不同加工方案下得到的梁架尺寸参数往往不能直接用于横向比对.在之前的观测项目中,一般先加工出一系列不同尺寸器件并逐一测量,然后通过拟合实测饱和功率与梁架尺寸的关系推测实际需要尺寸.为了与目标值匹配,往往需要多次加工迭代过程.本文使用边界限制的声子输运模型,成功整合了之前观测项目中的器件参数,对TES梁架尺寸进行预估.并按照预估值首次在国内制备了用于探测CMB极化信号的TES探测器芯片.测量表明参数与目标值相差较小.该方法可以很好地对同类TES探测器尺寸进行估计,对之后TES探测器的设计有指导性意义.

罗塞塔彗星探测器（Rosetta）

欧空局的罗塞塔彗星探测器的试运转阶段已经于2004年10月完成。随后的工作将是对无线电通讯系统的检测．目前探测器已经关闭了一些无关的设备．专为监测微波背景辐射的标准辐射环境监剥仪(SREM)已经开动．

宇宙微波背景辐射极化的近似解析公式

在宇宙早期的退耦过程中,光子与电子发生Thompson散射.光子气体空间分 布的各向异性通过Thompson散射而产生宇宙微波背景辐射的极化,并为最近WMAP观 测到.从光子气体的Boltzmann方程出发,采用一般的光深函数,分别积分给出原初密度 扰动和残余引力波产生的微波背景辐射极化的近似解析解,结果适用于一般的复合过程. 密度扰动FS所产生极化的近似解析解为βS≈-CFS(τd)△τd,其τd和△τd分别为退 耦时刻和退耦宽度,系数C≈(0.08-0.12),明显依赖于复合模型.残余引力波扰动FT 产生极化的积分稍微复杂,在长波近似下我们对原初扰动按波数进行幂级数展开,保留到 两项FT≈FT(1)＋FT(2),分别积分,给出近似解析解βT≈-[CFT(1)(τd)+DFT(2)(τd)]△τd. 第一项的极化与密度扰动类似,结论也相同;但第二项的系数D≈(0.22-0.32),远大于 系数C.我们的近似解析解有助于理解背景辐射的温度-极化交叉关联和检测残余引力 波对背景辐射各向异性的贡献.

再论暗物质、可能的暗能量与引力子/波——从宇宙微波背景辐射B模偏振之发现的物理学意义谈起

(1)论述了以宇宙大部分星系合并成的重力真空星的类似局部暴涨解释了宇宙加速膨胀的可能暗能量的高比例之源;也因此,哈佛-史密森天体物理学中心等BICEP2望远镜发现的宇宙微波背景辐射的B模式偏振信号,无论作为"宇宙暴涨的确凿证据",还是作为引力波的宇宙原初证据,均不一定成立的;其更大的可能性是宇宙暴涨与上述的类似局部暴涨的引力波叠加作用的结果。(2)论述了美国费米国家加速器实验室CDF2008年发现的疑似暗物质的标准模型之外的新粒子,可能是已有的Ω粒子。(3)BICEP2望远镜的前述发现有力地支持引力子的单手性,为中国本文作者2012年提出的左旋中微子(中微子震荡不足以证明其非零质量)与引力子可能的一致性提供进一步的佐证,为4种力的广义统一提供新的可能性。

宇宙微波背景中的“邪轴”问题

据英国New Scientist，2005，188：19与2007，194：10报道，2005年初，英国皇家学院的马盖若（J．Magueijo）和兰德（K．Land）二人在仔细审视威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）所获得的天图时发现，前此未预料到的图中热斑和冷斑有排列成行的倾向，计有两对冷、热斑相间排列的四极各向异性和三对冷、热斑相间排列的八极各向异性。

威尔金森微波各向异性探测器对宇宙论的影响

自从1965年意外发现宇宙微波背景辐射（CMB）以来，对这一现象的观测就一直是宇宙论进展的中心。2001年6月30日发射升空的威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）在23～94GHz的5个频带提供了全天域的微波测绘图。

有关宇宙微波背景辐射的最新报告

2006年3月15日在普林斯顿大学的一个记者招待会上，WMAP^＊（威尔金森宇宙微波各向异性探测卫星）小组发布了他们关于宇宙大爆炸后辐射残留的最新报告．报告提供了首张偏振宇宙微波辐射图谱，其内容有助于了解字宙诞生10埘秒之后的情况，也使标准宇宙模型通过了目前最严格的数据检验．他们还宣称我们生活在一个扁平状的宇宙中，这个宇宙仅含有4％的常规物质，但有22％的暗物质和74％的暗能量，这些结果与宇宙标准模型相吻合．WMAP成员Lyman Page说：

第一讲 微波背景辐射的各向异性、偏振及宇宙电离的历史

文章对微波背景辐射的各向异性、偏振及宇宙电离的历史给出了评述性介绍.从大爆炸理论的预言,到观测的发现,到其各向异性及偏振的探测,微波背景辐射(CMB)向人们揭示了丰富的宇宙学信息.文章在对基本理论作了简单介绍后,着重讲述了最新的CMB的观测结果及其物理意义.特别对微波背景各向异性探测器(WilkinsonMicrowaveAnisotropyProbe,WMAP)的偏振观测及其对宇宙重新电离的限制给出了较详细的叙述.

福特怎样发明的量子扰动超导探测器

当把温度降到绝对零度之上几度时，量子扰动超导探测器（SQUID）就能做出一些神奇的事情：探测场强仅为人类大脑强度百万分之一的磁场，或不到5×10m特斯拉的磁场。能够测量如此微小的磁场其实对许多事情都非常有用，比如地球物理学和考古学调查、宇宙微波背景探测、材料与设备的无损检测，以及大脑、心脏和其他人体部位的成像。

WMAP探测器的最新成果

3月7日，美国宇航局公布了“威尔金森微波各向异性探测器”（WMAP）这5年来的最新观测结果，加深了对宇宙本身及其演化过程的了解。

关于宇宙中的暗能量

近年中，WMAP卫星通过对微波背景辐射的各向异性的详尽测量，推断出了宇宙物质各种主要组分的密度．它引起了人们广泛的兴趣和关注．其中两点倍受注意：一是真空对宇宙总密度的贡献最大，约占70％；二是实物只约占30％，而其5/6是非常规的暗物质．这些事实向物理学提出了两个很深刻的问题：什么是真空能？以及什么是非重子暗物质？我在上一篇文章中已讨论了后一个问题，即暗物质问题．本文要讨论的是前一个问题，它原叫真空能问题，现在人们常叫它暗能量问题．这问题的物理渊源较复杂．本文的意图是对它的来龙和去脉做些初步的说明．

宇宙学进入了“精确研究”时代

瑞典皇家科学院10月3日宣布，2006年诺贝尔物理学奖授予美国科学家马瑟（J．Mather）和斯穆特（G．Smoot），以表彰他们发现了宇宙微波背景（CMB）辐射的黑体形式和各向异性。马瑟和斯穆特借助美国1989年发射的宇宙背景探测器（COBE）卫星做出的发现．为有关宇宙起源的大爆炸理论提供了支持，他们的工作“将我们带回了宇宙形成的婴儿时期”，“使宇宙学进入了精确研究时代”。

遗迹引力波对宇宙微波背景辐射极化的影响

根据宇宙大爆炸理论的预言,宇宙经历了由暴涨阶段到辐射阶段到物质阶段再到如今的加速膨胀阶段.在辐射阶段所残留的退耦的自由光子便形成了现在人们所观测到的宇宙微波背景辐射.如果没有扰动,微波背景辐射将是各向同性的,但是在宇宙形成的初期存在各种各样的扰动,因此宇宙微波背景辐射呈现各向异性.针对由遗迹引力波对微波背景辐射极化所产生的各向异性的影响,重点讨论电场型极化和磁场型极化.

20位诺奖得主齐聚北京，“最强大脑”畅聊科技创新

证明引力波存在的基普·S·索恩（Kip Stephen Thorne）、破解大脑编码秘密的墨瑟夫妇（Edvard Moser ＆ May—Britt Moser）、发现中微子震荡的阿瑟·麦克唐纳（Arthur Bruce McDonald）、设计新型抗生素的阿达·尤纳斯（Ada Yonath）、发现了“宇宙微波背景辐射的黑体形式和各向异性”的乔治·斯穆特（George Smoot）……