超大质量黑洞背后的光弯曲和X射线回声
黑洞周围吸积盘的最内层区域受到X射线的强烈辐射,这些X射线是由黑洞附近一个高度可变的致密冕区发射出来的。吸积盘反射的X射线和时间延迟提供了事件视界外的环境视图。IZwicky1(IZw1)是附近的窄线赛弗特1星系。
先前对来自吸积盘的X射线混响的研究表明,冕区由两部分组成:一个扩展的、缓慢变化的组成部分,延伸到内部吸积盘的表面;以及一个准直的核心,其光度波动从底部向上传播,主导着更快速的变化。
研究组报告了在IZw1中超大质量黑洞周围发射的X射线耀斑的观测结果。他们通过X射线发射谱中相对展宽的铁K线和康普顿峰,探测到来自吸积盘的X射线反射。对X射线耀斑的分析揭示了光子的短暂闪烁,与黑洞后面重新出现的辐射相一致。
这些光子的能级移动确定了它们来自吸积盘的不同部分。这些光子在吸积盘的远端反射,在黑洞周围弯曲并被强大的引力场放大。观察黑洞周围弯曲的光子证实了广义相对论的一个关键预测。
相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41586-021-03667-0
过掺杂铜酸盐奇异金属区的非相干输运
奇异金属具有非常规的电学性质,如线性温度电阻率、随温度平方变化的逆霍尔角和线性场磁电阻。即使是在具有简单能带结构的空穴掺杂铜酸盐材料中,确定这些集体异常的起源也颇有难度。普遍共识是,铜酸盐中奇异金属丰度与超导圆顶内掺杂p*处的量子临界点有关。
课题组研究了两个掺杂水平超过p*的超导铜酸盐家族的高场面内磁阻。在所有掺杂中,磁阻呈现正交标度,在高场温比下变为线性,这表明奇异金属区域远远超出p*。
此外,磁阻的大小比传统理论预测的要大得多,并且对杂质散射和磁场方向都不敏感。这些观察结果,再加上对零场和霍尔电阻的分析,均表明尽管铜酸盐奇异金属区域只有一个带,但它有两个电荷区,一个包含相干准粒子,另一个包含标度不变的“普朗克”耗散体。
相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41586-021-03622-z
用基于过程的方法理解和管理人为触发的地震活动
人们越来越担心由人类活动引发的地震活动,即应力的微小增加会导致构造承载的断层破裂。这些人类活动包括采矿、蓄水、开发地热田、提取碳氢化合物和水,以及向地下储层注入水、CO2和CH4等。
在缺乏足够信息来理解和控制人为触发地震过程的情况下,政府建立了基于经验监管的框架,并取得了不同程度的成功。20世纪70年代初在美国科罗拉多州Rangely油田进行的现场试验表明,地震活动可能通过循环地下流体压力高于或低于某阈值来开启或关闭。
研究组报告了一种多学科方法的开发、测试和实施,用于管理人为触发的地震活动,使用全面和详细的地下信息来校准地质力学和震源物理学模型。然后,他们通过将这些模型的预测结果与校准后的后续观测结果进行比较,来进行验证。
研究组在意大利南部地震活跃的Val dAgri油田使用了该模型,证明了基于过程的方法可成功管理人为触发的地震活动,并将其应用于油气田开发。在其他地方应用该方法亦有助于管理和减轻人为触发的地震活动。
相关论文信息:https://www.nature.com/articles/s41586-021-03668-z
(未玖编译)
《中国科学报》 (2021-08-02 第2版 国际)