內容簡介
電子工業出版社與美國科學與公眾協會（The Society for Science & the Public）及其出版的《科學新聞》雜誌（Science News）傾力合作，陸續推出《科學新探索》叢書，《物質與能量》正是該叢書的第五本書。本書介紹了人類對物質以及物質有怎樣的行為孜孜不倦的探索，以及對於物質本質理解永無止境的研究，這再一次證明，人類是處理自然生物原料的專家。 《物質與能量》一書的文章均選自近幾年《科學新聞》雜誌中尤為精彩、受讀者歡迎且值得閱讀的文章。《科學新聞》雜誌是美國專業、全面、及時的科學新聞來源之一。
編輯推薦
人類是加工自然物質的專家。從早期石器到羅馬水渠，再到矽晶時代，我們已經通過自己對物質的理解，創造出新奇的材料，廣泛地利用能量，推動了人類文明的進步。過去幾年裡，人類取得了重大進步，聚變能、量子計算機、量子通信和超材料斗篷成為物質科學的新里程碑。探索物質與能量的前沿科學；這是一場精彩紛呈的對物質核心的探索，且這場探索永無止境。
目錄信息
I. 化學的藝術（The Art of Chemistry）
發現氫元素新相
遇見鈇和鉝
勘探準晶
撞擊激發出強子對撞機內物質的古怪行為
點火失敗
刻蝕的玻璃讓光線拐彎
回彈之際
細菌電池獲得了堅實的發展
以蜻蜓翅膀為靈感的材料可以使細菌爆裂
奇特的鹽類動搖了化學理論的根基
為點火採取的措施
生物能
石墨烯類似物被引進
濾光器僅僅讓來自一個方向的光通過
奇怪的材料找到了實際套用
石墨烯允許質子滲透
強化學反應論文被撤稿
石墨烯的引力可以磁化
舊發現顛覆電池時代
納米尺度範圍的溫度測量
超導記錄獲得突破
關於103號元素在周期表中位置的爭論
II. 後信息革命（Post-information Revolution）
混合併匹配量子位
揭露神出鬼沒的費米子
量子通信的飛躍
讓不確定性更加確定
時光斗篷終於派上用場
利用光的靈活記憶體晶片
扭曲的光可以傳輸更多信息
組合電晶體提高了速度和效率
裝置讓信息實現量子躍遷
非破壞性光子檢測
尋找穩定的量子位
黑客難以涉足的數據加密計畫
量子計算機挑戰失敗
量子攝像機捕捉薛丁格貓
數位化使數學問題簡單化
隱形傳輸向前推動兩大步
光線消失後殘留信息
擁擠的量子糾纏態
III. 萬物理論（The Theory of Everything）
物質的核心
旋轉地心
後希格斯粒子世界——理論學家的困難時期
物理常數又有了新限制
在超冷混合物中出現磁單極子類似物
被抑制的質子磁性
發現量子力學中的柴郡貓
並非真實存在的粒子
已發現其他的方法生成氧氣
實驗室中生成霍金輻射
馬約拉納粒子的信號出現
某些負質量粒子可能存在
碰撞可能促進了生命起源
光速並不是一成不變的
關注暗物質
組成生命的各種元素同時生成
IV. 微觀操縱，量子領域的波譎雲詭（Micromanipulation, Bizarrerie of Quantum World）
圍繞著質量的新時鐘
最熱的溫度是負數
原子核變成了梨形
插電雷射技術獲得了飛躍
光阱成就完美鏡子
量子計時器
科學家將晶體扔進了一個曲面
光鑷操縱僅50 納米寬的物體
分子籠捕獲稀有氣體
V. 生活中的科學（Science in Life）
帶電麵粉的電壓檢測
水上行走的秘密被解決了
用渦流打結
破裂的玻璃有故事要說
回聲激活的室內地圖APP
隱形斗篷也可以是低科技的
茶葉之謎背後的張力
都卜勒效應套用於自旋
維生素E 可以消除靜電
水滴作試管
磁成像儀可以掃描單個質子
數學可以用來描述行人的某些行為
尖端現象可以解釋鹼式爆炸
空氣污染破壞免疫能力
VI. 明日科技（Science in the Future）
用能量擦除記憶
3D 列印革命
聲波懸物
雷射通過將顆粒推到一起來製造鏡子
將光變成死光
牽引束用聲音拖動物體
藏在霧中的新型隱形斗篷
超快速3D 印表機利用黏性物質列印新物體
調控聲音的新紀元
媒體評論
“隨著科學家們對物質的深入研究，人類將有更多操縱和創造物質的可能性。”
——美國《科學新聞》雜誌社（Science News）
精彩書摘
撞擊激發出強子對撞機內物質的古怪行為
粒子的協調運動使理論學家百思不得其解
安德魯·格蘭特
在世界最強勁的粒子加速器中，亞原子粒子會表現出古怪的行為，這也許可以引導我們對超微尺度超高能量下物質的行為有一個全新的認識。
通常，日內瓦大型強子對撞機（LHC）會使亞光速質子相互碰撞。在2012年9月的幾個小時裡，機器將質子撞進由82個質子和126箇中子緊緊捆成一體的鉛核中。這只是一項為將來實驗而校準儀器的試運行。
但是當科學家用緊湊μ子線圈（CMS）分析數據後，他們很快發現有什麼出了差錯。當一個質子和鉛核碰撞，它們會四散成更小的粒子。每片霰彈的運動本應是隨機的，一個粒子的運動方向應當與其他粒子沒有關係，但是，在這次對撞中，粒子的方向傾向於相互聯繫，甚至看起來相距甚遠的粒子也在相互協調軌跡。
“這是我們在LHC中觀測到的最意想不到的成果之一。”麻省理工學院暨CMS團隊成員鞏特爾·羅蘭說道。研究團隊打算將不對這個奇怪的行為做任何解釋，而直接發表在最近的《物理快報B》上。但是羅蘭表示其他物理學家或許可以想出一些點子。
一種可能性是高熱量和高密度的撞擊環境使部分物質液化了。2005年，在紐約布魯克黑文國家實驗室，物理學家用相對論重離子對撞機將金原子核轟擊到一起。科學家第一次觀察到了液體般的物質新相——夸克膠體等離子態。由於夸克膠體電漿像液體一般流動，在LHC觀察到的現象可能是等離子冷卻時從外邊緣湧出的粒子產生的。
布魯克海文的物理學家拉朱·溫盧勾普蘭（Raju Venugopalan）和凱文·杜斯林（Kevin Dusling）提供了一個選擇：粒子實際上是會相互影響對方的運動的。如果是真的，這將會是量子力學的表現。量子力學是統治超小尺寸的物理學原理。科學家提出將質子約束在一起的微小膠子粒子，在以接近光速運動時可以形成場。這種場使不同質子中的膠子可以相互作用，互相影響。本質上，溫盧勾普蘭和杜斯林聲稱，在恰當的條件下，一些粒子可以不再表現為孤立的物質碎片，而更像是一個協同一致的團隊。
並不屬於CMS團隊的杜克大學物理學家伯恩特·米勒偏向於夸克膠體電漿理論，因為它更簡潔。他同時建議，如果理論被證實是正確的，將幫助物理學家更好地理解規律，同時詮釋了在大多數極端條件下物質行為的古怪規律。物理學家希望更多地學習夸克膠體電漿，因為他們相信，在宇宙大爆炸後的百萬分之一秒內所有的物質都處於這種狀態。
但是這兩種解釋都有漏洞。羅蘭指出質子－鉛核對撞應該不足以產生夸克膠體電漿那樣的極端條件。而溫盧勾普蘭和杜斯林的預測則僅僅在理論是可能的，從未被實驗證實。
或許可以快速地找到謎團的解決方案。2013年1月，LHC再次用質子轟擊鉛核。這次，實驗將持續數周，應該可以為團隊提供足足超過十萬次的數據，來決定誰的解釋站得住腳。
