英國《自然》雜誌10月17日發表一項物理學重磅研究：科學家們在太空中首次創造了“物質的第五態”——玻色—愛因斯坦凝聚（BEC）。基於玻色—愛因斯坦凝聚實驗得到的見解，將會促進天基引力波探測器的發展。
玻色—愛因斯坦凝聚可看作是低密度
原子氣體冷卻到接近絕對零度並且坍縮成非常緻密的量子態時形成的物質狀態。該狀態的特性使其成為感應極小的慣性力的理想選擇，而且它們可用於測量重力加速度——保持原子做自由落體運動可以增加這些測量的靈敏度。研究玻色—愛因斯坦凝聚等量子系統，非常有助於增加我們對引力波、廣義相對論和量子力學的理解。
此次，德國漢諾威大學研究人員麥可·盧克曼、厄恩斯特·雷塞爾及其同事，在探測火箭任務MAIUS-1（微重力下的物質波干涉測量）上創造了人類第一個自由落體天基玻色—愛因斯坦凝聚。
其與地基玻色—愛因斯坦凝聚相當，在1.6秒內產生約10萬個原子，而且研究團隊在6分鐘的太空飛行中，能夠進行80多次實驗。科學家表示，這些實驗有助於增加人類對於在太空進行冷原子實驗的理解，並且有望為量子氣體實驗開闢一個新時代。
早在1925年愛因斯坦就預言，在極低的溫度下，服從玻色—愛因斯坦統計的原子可能會發生轉變——隨溫度不斷逼近絕對零度，越來越多的原子會聚集於最低的能量狀態上，直到幾乎所有的原子都處於這一個能量狀態上，整體呈現一個量子狀態，所有的原子似乎都變成了同一個原子，不再分你我他。這種狀態後來被命名為玻色—愛因斯坦凝聚，也被稱為是與氣態、液態、固態、等離子態並列的“物質的第五態”。
浙江大學材料科學與工程學院夏新輝研究員團隊研製出首例基於黴菌孢子碳技術的高能量密度鋰硫電池，他們將廢棄果蔬發酵的黴菌孢子碳作為儲能材料引入能源領域，獲得高能量密度電池，其比容量較市場上最好電池高3倍，未來有望解決電動汽車長途行駛的續航能力問題，此外還在成本、使用壽命等方面有諸多優勢。該成果近日被世界頂級材料期刊《先進材料》報道。
“鋰硫電池是一種新型的高能量密度電池，它以硫作為電池正極，金屬鋰作為負極，其理論容量遠超過目前商用的鋰電池。”夏新輝介紹，硫元素容量密度高、能量足，被看好為下一代電池材料。然而，單獨的硫元素存在一個致命弊端，就是硫本身絕緣，且反應的中間產物會溶於電解液中造成損失。
長久以來，科學界就一直在為硫尋找一個宿主，固定住硫元素，夏新輝團隊的研究也由此開始。出於好奇，他們用兩個爛橙子做了一次實驗，偶然間打開了研究方向。科研人員首先將黴菌通過發酵培養，然後利用鎳的造孔能力將其結構優化，再經高溫碳化後，製備出了一種全新的黴菌孢子碳/納米磷化鎳複合材料。之後就是與硫元素的融合，在155攝氏度的溫度下，讓硫熔融，以熔融態的方式與碳材料混合，攜帶的硫就進入了宿主。
研究結果表明，這種全新的黴菌孢子碳/納米磷化鎳得益於自身的高孔隙度、高導電性、大比表面積和多儲硫位點，並且可以對中間產物進行物理/化學的雙重吸附，能極大地改善電池性能。不僅如此，若能將廢棄糧食果蔬重新發酵利用，用於製備黴菌孢子碳材料，還可實現廢物利用、產生良好的經濟效益。
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