无Landauer-Sharvin电阻的流体动力学电子流成像

电阻通常源于晶格缺陷。然而，即使是完美晶格也有一个基本电阻极限，由有限数量的传播电子模式引起的Landauer电导给出。Sharvin揭示的出现在电子设备触点处的电阻，设定了非相互作用电子的最终传导极限。近年来，流体动力学电子现象的证据越来越多，促使最近的理论开始质疑电子流体是否能从根本上突破基础Landauer-Sharvin极限。

研究组使用高迁移率石墨烯科比诺圆盘设备中的电子流实现单电子晶体管成像，回答了这个问题。首先，通过对液氦温度下的弹道流成像，他们观察到一个Landauer-Sharvin电阻，它未出现在触点，而是分布在整个块体中。这支持了从传导模式数量空间梯度中出现电阻的相空间起源。

在高温下，通过识别和解释电子—声子散射，研究组展示了纯流体动力学流动的细节。值得注意的是，他们发现电子流体动力学消除了块体Landauer-Sharvin电阻。最后，通过对螺旋磁流体动力学科比诺流的成像，研究组展示了流体动力学理论预测的关键涌现长度尺度——Gurzhi长度。

这些观察表明，电子流体可以极大地超越弹道电子的基本限制，这对基础科学和未来技术具有重要意义。

相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05002-7

蝎虎座BL相对论射流的快速准周期振荡

Blazars是一类具有相对论喷流的活动星系核（AGN），其非热辐射在不同时间尺度上变化极大。这种变化似乎大部分是随机的，尽管在blazars和其他AGN中已报道过一些暗示系统过程的准周期振荡（QPOs）。时间尺度为天或小时的QPO在AGN中特别罕见，其性质备受争议，这可用射流中发射螺旋运动等离子体、等离子体不稳定性或吸积盘中的轨道运动来解释。

课题组报道了蝎虎座BL（BL Lac）在2020年一次剧烈爆发期间的强光学和γ射线通量监测结果。BL Lac是blazars亚类的原型，由一个椭圆星系（距离=313兆秒差距）中的一个1.7×108 MSun黑洞提供能量。研究组的观测结果显示，在爆发的最高状态下，光通量、线偏振和γ射线通量的QPOs周期短至约13H。

在距随明显超光速特征沿射流向下移动的黑洞约5秒差距（pc）的再准直冲击附近，QPO的特性与流驱动的扭结不稳定性的预期相符。这种扭结在微波甚长基线阵列（VLBA）图像中很明显。

相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05038-9

快离子促进的持续高温聚变等离子体机制

核聚变是碳依赖能源最具吸引力的替代品之一。然而，尽管磁约束方法已经有了多年研究和稳步进展，但在大型反应堆中驾驭核聚变产生的能量仍面临许多科学挑战。目前最先进的磁聚变装置尚不能实现可持续的聚变性能，这需要超过1亿开尔文的高温和对不稳定性的充分控制，以确保在数十秒量级上的稳态运行。

研究组报道了在韩国超导托卡马克先进研究装置上进行的实验，产生了满足上述大多数要求的等离子体聚变机制：由于大量快离子稳定了核心等离子体湍流，它们在1亿开尔文的温度下产生等离子体，并持续了20秒，且没有等离子体边缘不稳定或杂质累积。

低等离子体密度与适当的操作输入功率相结合是通过保持高比例快离子来建立该机制的关键。这种机制很少受到干扰，即使没有精密控制也能稳定维持，因此代表了一条走向商业聚变反应堆的希望之路。

相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05008-1

（未玖编译）