研究人员宣称证明罗塔猜测
由新西兰维多利亚大学数学家杰夫·惠特尔、加拿大滑铁卢大学数学家吉姆·吉伦和荷兰马斯特里赫特大学数学家伯特·杰拉德斯组成的研究团队日前宣称:他们经过15年的艰辛努力,终于找到了所有必要的证据证明著名的罗塔猜测,破解40年数学难题。
罗塔猜测是美国数学家和哲学家吉安-卡洛·罗塔1970年在第十六届国际数学家大会上提出的命题:对于每个有限域,都有一组有限的障碍物防止此类实现。四十多年来,它在离散数学领域得到很多关注和研究。
罗塔猜测与数学领域的拟阵论具有相关性。拟阵论探究的是与自然界完全不同的几何结构:该结构在投射下不会改变,而不是注重于距离和角度。例如,三个点是不是总能在一条直线上,四个点是不是总在一个平面上。罗塔猜测是一种运用数学去认识这些替代结构的方法。
团队成员惠特尔认为,拟阵论是使新的几何结构可视化,探究出描述大型拱形结构的方法。
团队成员吉伦说,研究项目最有意义的部分是与杰拉德斯和惠特尔的合作。他们大约每年三次在加拿大或新西兰或荷兰聚会,花三个星期探讨这一课题。有时他们因为某些问题争论得很激烈,但往往到了后面,大家都有一个一致的认识;有时他们被难点卡住,每人可能会坐在那里两小时不说一句话,只是思考如何克服困难。
惠特尔和吉伦花了15年证实罗塔猜测,现在他们要开始写工作成果,预计需要至少三年时间才能完成写作任务,让其他数学家验证。
美能源部计划2014年对能源前沿研究中心资助1亿美元
近日,美国能源部(DOE)秘书长Ernest Moniz宣布了一项1亿美元的资助计划,将于2014财年用于前沿能源研究中心,以促进其在科学上实现突破,构建21世纪新能源经济。获资助的研究机构将在能源生产和使用方面取得关键性突破。该资助将有助于促进下一代能源体系的创新。
Moniz说:“转变我们生产、传输、储存和使用能源的方式是我们在不断变化的能源蓝图中面临的最重要的科学挑战,这笔资金有助于我们在向新一代能源体系迈进的过程中加速创新型解决方案的产生。”
能源部目前已经资助了46个前沿能源研究中心(EFRCs),这些机构是在2009年发布的5年资助计划中评选出来的。由于这些机构的资助将在2014年7月到期,DOE已经宣布了二期资助的竞选标准。
一期已经资助仍寻求新一轮支持的研究中心以及有志于成为能源前沿研究中心的机构均可提交申请。大学、国家图书馆、非营利机构以及私人企业均有资格参与竞争,同时能源部鼓励机构间合作成立跨学科研究小组。最终,将通过同行评议选出新一批获资助的机构。
英发布《大科学与创新》报告
日前,英国商业、创新和技能部(BIS)发布报告《大科学与创新》,研究了大型科研设施在英国的作用及其与创新体系的关系。大型科研设施指的是在顶尖设备和相关的基础设施进行大力投资的各种研究设施,通常具有大规模、技术娴熟的运行支持团队和相关服务,是科学的重要工具,是拓展人类对世界认知的关键。
英国2011/12至2014/15年度的科学与研究资助拨款表明,资本投资占整个科学预算的份额不高,但很重要。2011/12年度,资本资助的预算约为5.15亿英镑,约占整个科学预算的12%。该报告估计,其中三分之一的资助被投入到与大型科研设施相关的资金项目中,而且,对更大型的战略投资的支持,无论是在绝对数量还是增长速度上,都在提高。
科学家将扩大轻暗物质搜寻范围
在今年早些时候捕捉到轻暗物质的蛛丝马迹之后,低温暗物质研究项目的科学家发现了加速寻找这种粒子的方法。如果真的发现低质量的暗物质粒子,将说明暗物质远比人们最初设想的要复杂得多。
由物理学家设计的低温暗物质搜索实验(CDMS)主要用于搜寻重暗物质粒子,这种粒子是由主流的超对称性理论预测出来的。超对称性理论认为,每种已知的对称粒子,如夸克、轻粒子等,都有一个对应的高密度粒子,其中就包括被称为暗物质的对应粒子。然而,另一种截然不同的理论也逐渐进入科学家的视线,该理论认为轻暗物质粒子仅仅是“暗物质粒子”家族的一员而已。
CDMS实验用一个装满冷却至零下460华氏温度的锗晶体和硅晶体的探测仪来寻找暗物质粒子。冷冻晶体的原子几乎完全静止,因此其在被扰动时容易被观察到。若有暗物质撞击CDMS探测仪的原子,该反应将释放出少量的热量和电荷,科学家使用敏感电子仪器可以测量出这些热量和电荷。撞击的粒子越轻,释放的热量和电荷就越少。这使得低质量暗物质粒子的搜寻变得尤其困难。
为解决这个问题,CDMS的科学家对CDMS探测仪进行了改装,他们对晶体施加了一个较大的电压。改装后的探测仪被称为CDMSlite,“lite”代表“低电离阈值实验”。该装置可放大低质量粒子释放的信号,让科学家能够更清晰地观察轻暗物质粒子可能出现的能量范围。
合成氨催化剂研究获新进展
合成氨反应对化肥生产和人类粮食供应都具有重要意义。人类已长期研究生物固氮过程,希望实现在常温常压下合成氨,但是生物固氮中酶的催化机理仍然难以捉摸。现在,美国加州理工学院的科学家制备了一种铁络合物催化剂,有望揭示固氮酶的作用机理。这种铁催化剂和之前的钼催化剂可能有助于改良工业上用的合成氨催化剂。细菌产生固氮酶并利用它将N2转化为NH3,这就是固氮过程。该过程是蛋白质、核酸和其他生物大分子中氮元素的主要来源。20世纪初,Haber-Bosch方法使用铁催化剂在高温高压下将N2和H2转化为NH3,开辟了人工固氮的时代。
大多数的固氮酶都有一个活性位点辅因子——钼铁原子簇,但是研究人员并不知道络合N2分子并还原它的到底是钼还是铁。2003年,麻省理工学院的Richard R. Schrock小组合成了首例能在温和条件下将N2转化为氨的钼催化剂。2年后,东京大学的Yoshiaki Nishibayashi也报道了具有这种功能的钼催化剂。尽管这两种催化剂的效率都不高且会快速分解,但它们确实是催化反应。这些报道使人们倾向于认为固氮酶的活性来自于钼。