外星人是否存在？科学家能证实外星人的存在吗

近日，在中科院的跨年演讲中，我国天体物理学家、中科院院士武向平向大家介绍了了一些科普知识，并且表明自己是相信外星生命存在的，就像他所说的，如果大家都不相信外星生命存在，那为什么还要去寻找哪？

我国的“天眼”是目前世界上最大的射电望远镜，它的建成投入使用到目前为止已经发现了大量的脉冲星，实际上它还有一个任务那就是搜寻外星生命的信号。

而NASA最新发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜，它的未来观测任务中也有搜寻外星生命。

大部分人都相信外星生命是存在的，只不过目前无法找到罢了！毕竟宇宙那么大，仅仅是2-3光年直径的太阳系人类都无法彻底的探测，飞得最远的一个探测器四十多年才飞230亿公里，要想飞出太阳系至少还需要1.7万年之久。

搜寻外星生命没有什么特别的办法，一是发射无人探测器实地探查、二是发射载人探测器实地探查、三就是用各种望远镜无差别接收宇宙深空中传来的信号，最后再进行区别性研究。

在这次演讲中武向平院士举了一个例子：他说天文学家在两个月前，利用澳大利亚帕克斯天文台的64米口径射电望远镜，接收到了一个射电信号，它来自于4.2光年外，所在频率为982MHZ，属于窄频信号并且具备明显的频移，目前已经排除了人为干扰。

这个例子貌似有点错误，根据据英国卫报的报道2019年的时候位于澳大利亚帕克斯天文台的64米口径射电望远的确收到了一个无线信号，它的频率为982MHZ，这跟武向平院士列举的例子有些相似，但绝对不是两个月前发现的，应该是两年前发现的，这里或许有口误！

4.2光年之外有什么？

澳大利亚天文学家2019年接收到的神秘外星信号确定来自于4.2光年之外，很多人或许不太了解这个距离上有什么，其实那里就是旅行者一号的第一个要飞掠的目标比邻星，为什么叫它比邻星？其实说白了就是太阳系的邻居，它是距离我们最近的恒星，在大刘的科幻巨作《三体》中三体文明就是诞生于距离我们最近的恒星。

比邻星和南门二A星、南门二B星属于三合星系统，在大刘的另外一部科幻小说《流浪地球》中比邻星也是原型，人类要把地球带到比邻星周围。

实际上在这部小说创造完成的时候比邻星周围还没有行星，但是后来科学家在比邻星周围发现了一颗处在它宜居带内的行星，被称为比邻星b。

一颗宜居的行星按照目前的定义，它需要满足温度、稳定液态水以及空气的需求，那么处在宜居带内的行星这些条件满足的比例就要高。

因此说在距离我们最近的恒星周围发现处在宜居带的行星是一个好消息，人类或许真的可以在这颗行星上发现外星生命。

而天文学家借助望远镜从4.2光年之外发现神秘外星信号，可想而知着个信号必然是和比邻星以及它周围的行星有关。

所有的信号都是科学家在2019年4月份的时候收集的，在2020年6月份，科学家对这些信号进行整理筛查研究，正好发现了这个982.002MHZ的窄频无线信号，但是在2021年也就是两个多月前这个神秘外星信号被科学家确定为地球表面上的某种无线电干扰，而并不是像武向平院士所说的已经排除人类干扰，确定为首个外星呼唤！

外星人存在吗？

就像武院士所说他相信外星生命是存在的，不然不会有那么多国家那么多科研机构寻找地外文明，但是问题又回到了最初，如物理学家诺奖得主费米发出的疑问“它们在哪里？”，这就是著名的费米悖论。

就是因为不知道才要去寻找，毕竟宇宙那么大，仅仅银河系内就包含了大约2000多亿颗恒星，太阳仅仅是其中普通又不显眼的一员。

银河系的直径大约是20万光年，而整个宇宙的可观测直径大约是930亿光年，在如此大的宇宙中如果仅仅在地球上存在着生命，从统计学的角度上完全说不过去，即使生命诞生的条件苛刻，可能性很低，但当基数足够大的时候，结果也会相当的可观。

同时按照目前的主流科学观点，宇宙诞生于138.2亿年前的奇点大爆炸，如此漫长的时间是足够生命发展演化的。

例如地球上已知最早的生命出现在38亿年前，经过漫长时间的发展演化，到今天为止地球上已经出现了数百万个物种，并且还出现了人类这个智慧文明。

因此说无论从空间上还是时间上来看，地外生命存在的概率都比较高。

比邻星周围可能存在生命吗？

由于受到技术限制，目前我们甚至无法对太阳系完成整体的探测任务，因此距离我们越近的天体才足够引起注意。

距离太阳最近的恒星就是比邻星了，它在4.2光年之外，而在这颗恒星周围也存在一颗行星，并且处在它的宜居带之中。

而2019年从比邻星接收到的神秘信号，这让科学家对于这个距离我们最近的恒星越来越感兴趣。

但是生命真的能在那里存在吗？科学家提出一个观点，认为红矮星的宜居带实际上并没有那么宜居。

比邻星是一颗红矮星，它的宜居带要更近一些大约为0.048天文单位（日地平均距离1.5亿公里），如此近的距离下意味着比邻星b要接收更多来自比邻星的辐射。

而比邻星作为红矮星，它并没有那么稳定，各种恒星活动经常大规模的爆发，这会导致大量的高能粒子不定时的冲击着它周围的天体。

即使比邻星b在最初拥有完美的宜居条件，但是在这样的高能粒子猛烈冲击下，大气层会逐渐的被剥离，天体上的液态水也会被直接蒸发，变得不再宜居。

说在最后

我们认为外星生命外星文明的存在，这是从现实情况出发就可以知道的事实，但是它们到底在哪里？或者说宇宙中到底有多少生命，这些都是无法确定的，就是因为宇宙太大了，这也是我们无法寻见彼此的原因吧！但是随着人类科技的进步，我们也许会接收到越来越多的神秘地外信号，也许它们一直都在，只不过我们的设备不够先进没有发现这些信号的存在。

这一次所说的4.2光年外的信号，已经被自然科学家确定为乌龙了，但比邻星仍然令人类所着迷。

文/科学黑洞，图片来源网络侵删。

中国科学家为量子互联网研制100通道单光子探测器

中国科学院上海微系统与信息技术研究所（SIMIT）的研究人员研制出一款100通道单光子探测器，为中国发展宽带量子网络打开了大门。

用这款探测器测试的原型网络显示出超过90%的通信保真度。

随着量子计算和传感技术的进步，很快将需要量子信息网络。

尽管人们正在为这种网络测试不同方案，但一种与现有光纤网络非常相似的方案很可能因其易于过渡而被采用。

单光子探测器（SPD）是此类网络的关键组件，因为它们有助于测量光子（即单个光粒子），而光子可用于存储量子信息。

SPD可帮助部署用于量子数据传输的光纤或空间链路，同时还能通过将量子态转移到光子来帮助实现量子纠缠或量子隐形传态。

使用SPD的挑战 为了让量子技术演进和规模化，我们还需要开发容量更高的SPD。

目前，用于量子研究的SPD主要有两种。

超导纳米线单光子探测器（SNSPD）是高端光电器件，探测精度极高，但运行需要超低温。

另一方面，单光子雪崩二极管（SPAD）可在室温下工作，但精度不高。

因此，SNSPD更受青睐。

然而，SNSPD的超低温要求带来了其他挑战。

为了读出信号，SNSPD要连接到保持在室温的仪器上。

这是通过相对较粗且由导热金属制成的同轴电缆实现的。

这些电缆使室温热量进入SNSPD工作的低温腔；这被称为热负载。

随着SNSPD内探测通道数量增加，读出信号所需电缆数量也增加，进而增加热负载。

对此的变通方案一直是将探测器数量限制在32个，这是单光子探测器领域的标准。

100通道SPD 为克服这一点，SIMIT的研究人员对SNSPD进行了全面重新设计，用称为高密度多芯微带线的特殊柔性材料取代同轴电缆。

这些线不仅超薄，而且隔热，因此传回低温腔的热量极少。

据SIMIT团队称，进入系统的热量是传统电缆的二十一分之一。

这使他们能够为SPD增加更多独立通道，同时保持长期稳定性，且不会显著增大SPD尺寸。

为测试其设计，研究人员让SPD连续七天全天候运行，低温腔温度仍保持在2.1K以下，非常接近0K（-273.15摄氏度）的绝对零度。

研究人员在一篇论文中指出，测试期间，各通道探测效率达到80%，同时误报率极低。

为了更贴近真实场景进行比较，团队构建了一个包含5个用户、10条双向量子链路的量子纠缠分发网络。

论文补充说，每个用户使用SPD新开发的通道接收光子，通信保真度（即量子信息的保持程度）超过90%。

研究成果发表在《激光与光子学评论》期刊上。

如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！

中国科学家为量子互联网研制100通道单光子探测器

中国科学院上海微系统与信息技术研究所（SIMIT）的研究人员研制出一款100通道单光子探测器，为中国发展宽带量子网络打开了大门。

用这款探测器测试的原型网络显示出超过90%的通信保真度。

随着量子计算和传感技术的进步，很快将需要量子信息网络。

尽管人们正在为这种网络测试不同方案，但一种与现有光纤网络非常相似的方案很可能因其易于过渡而被采用。

单光子探测器（SPD）是此类网络的关键组件，因为它们有助于测量光子（即单个光粒子），而光子可用于存储量子信息。

SPD可帮助部署用于量子数据传输的光纤或空间链路，同时还能通过将量子态转移到光子来帮助实现量子纠缠或量子隐形传态。

使用SPD的挑战 为了让量子技术演进和规模化，我们还需要开发容量更高的SPD。

目前，用于量子研究的SPD主要有两种。

超导纳米线单光子探测器（SNSPD）是高端光电器件，探测精度极高，但运行需要超低温。

另一方面，单光子雪崩二极管（SPAD）可在室温下工作，但精度不高。

因此，SNSPD更受青睐。

然而，SNSPD的超低温要求带来了其他挑战。

为了读出信号，SNSPD要连接到保持在室温的仪器上。

这是通过相对较粗且由导热金属制成的同轴电缆实现的。

这些电缆使室温热量进入SNSPD工作的低温腔；这被称为热负载。

随着SNSPD内探测通道数量增加，读出信号所需电缆数量也增加，进而增加热负载。

对此的变通方案一直是将探测器数量限制在32个，这是单光子探测器领域的标准。

100通道SPD 为克服这一点，SIMIT的研究人员对SNSPD进行了全面重新设计，用称为高密度多芯微带线的特殊柔性材料取代同轴电缆。

这些线不仅超薄，而且隔热，因此传回低温腔的热量极少。

据SIMIT团队称，进入系统的热量是传统电缆的二十一分之一。

这使他们能够为SPD增加更多独立通道，同时保持长期稳定性，且不会显著增大SPD尺寸。

为测试其设计，研究人员让SPD连续七天全天候运行，低温腔温度仍保持在2.1K以下，非常接近0K（-273.15摄氏度）的绝对零度。

研究人员在一篇论文中指出，测试期间，各通道探测效率达到80%，同时误报率极低。

为了更贴近真实场景进行比较，团队构建了一个包含5个用户、10条双向量子链路的量子纠缠分发网络。

论文补充说，每个用户使用SPD新开发的通道接收光子，通信保真度（即量子信息的保持程度）超过90%。

研究成果发表在《激光与光子学评论》期刊上。

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