环境

辨别一个核反应堆是否同时用于核武器材料生产是一项具有挑战性的任务。然而，捕捉和分析反物质粒子在监测核反应堆的特定操作方面显示出了显著的潜力，即使在几百英里之外。一组研究人员创建了一种探测器，利用切伦科夫辐射探测反 neutrinos，并从远距离确定它们的能量特征，以监督核反应堆的活动。他们建议在英国东北部建立设备，以监测来自英国和法国北部的反 neutrinos。 核裂变反应堆作为全球许多地区的重要电力来源，预计到2050年全球电力容量将接近翻倍。目前一个主要的担忧是辨别一个核反应堆是否被用于生产核武器材料。捕捉和分析反物质粒子在追踪核反应堆的操作方面显示出希望，即使在远距离也能做到。 在《AIP…

日常观察表明，光线从一个完全光滑的镜子上反射会产生一个没有任何变形的准确图像。然而，当光本身具有更复杂的结构时——小的畸变就会出现，这变得不那么简单。最近，坦佩雷大学的研究人员在实验室环境中首次发现了这些畸变。他们的发现验证了一项十多年前就被预想的基本光学原理。他们还展示了如何利用这一点，例如分析材料特性。 日常观察表明，光线从一个完全光滑的镜子上反射会产生一个没有任何变形的准确图像。然而，当光本身具有更复杂的结构时——小的畸变就会出现，这变得不那么简单。最近，坦佩雷大学的研究人员在实验室环境中首次发现了这些畸变。他们的发现验证了一项十多年前就被预想的基本光学原理。他们还展示了如何利用这一点，例如分析材料特性。 光作为一种波动现象。尽管科学家们已经认识到这一基本事实超过一个世纪，但光学和光子学领域的研究人员不断发现光波的新特性和用途。在坦佩雷大学，实验量子光学小组（EQO）深入研究光的形状或其结构，如常常所描述的那样。光的结构研究在现代光学中变得越来越重要，导致了跨越基础量子物理、信息科学和光通信技术的进展。 在他们最新的研究中，团队展示了光束的形状在反射一个完全平坦的表面如镜子时会经历轻微的畸变。尽管这种畸变是微小的，但它包含关于物体特性的重要信息，包括其材料成分。这一现象被称为拓扑畸变效应，十多年前由英国的研究人员预测，并且现在首次通过实验得到了确认。 “虽然检测畸变的概念似乎很简单，但我们花了超过一年的时间来微调我们的实验，并调整原始理论，以使我们的发现与实验研究中发生的各种自然光束变形有所区分，”EQO团队负责人助理教授罗伯特·菲克勒分享道。…

天文学家通过詹姆斯·韦伯太空望远镜观察到了冥王星最大卫星查隆（Charon）冰冷表面的二氧化碳和过氧化氢。这些发现增强了我们对查隆化学成分的理解，该成分已包括水冰、氨化合物和赋予查隆灰色和红色调的有机材料。 由西南研究学院（Southwest Research Institute）领导的团队首次利用詹姆斯·韦伯太空望远镜在查隆的冰冻表面上识别出了二氧化碳和过氧化氢。这为查隆已知的化学特征增添了新内容，这些特征已经包括水冰、氨化合物和贡献于其灰色和红色的有机材料。 “查隆是柯伊伯带中唯一的中型天体，其直径在300到1000英里之间，得益于由西南研究学院主导的新视野任务（New…

天文学家发现了一颗围绕巴纳德星运行的系外行星，巴纳德星是离我们太阳最近的单星。这颗新发现的系外行星质量至少是金星的一半，年仅持续三天多一点。此外，研究小组还探测到了表明有另外三颗潜在系外行星围绕同一颗恒星运行的迹象。 巴纳德星距离地球仅六光年，是仅次于三重星阿尔法·仙女星系统的第二近星系，也是离地球最近的个体恒星。由于其靠近，使其成为寻找类地系外行星的主要候选者。尽管2018年有过一次令人振奋的发现，但到现在为止，巴纳德星周围的行星还没有得到证实。 今天在《天文学与天体物理学》期刊发布的论文中详细宣布了这一系外行星的发现，基于在智利的帕拉纳尔天文台利用欧洲南方天文台（ESO）的超大望远镜（VLT）五年的观测。“花了一段时间，但我们一直相信我们会发现一些东西，”来自西班牙加那利天体物理研究所的研究者、该研究的首席作者乔奈·冈萨雷斯·埃尔南德斯说道。研究小组在巴纳德星的可居住或温暖区寻找系外行星的迹象，这一区域是行星表面可能存在液态水的地方。天文学家经常关注像巴纳德星这样的红矮星，因为在这些较小的恒星周围探测低质量岩石行星比在更大的类似太阳的恒星周围更容易。[1] 这颗被指定为巴纳德b [2]…

你是否曾发现自己在穿着夹克时感觉太热，而不穿夹克又感到太冷？运动服品牌提供了旨在应对不同气候的调温面料，同时也提供轻便而舒适的选项。现在想象一种你可以根据个人独特温度需求自行调整的面料。 受墨鱼皮肤显著的变色能力启发，加州大学欧文分校的研究人员提出了一种制作能够调节温度的材料的技术，同时具备透气性和可机洗性，使其可以融入灵活的面料中。他们关于这些先进的仿生复合材料的开创性研究已在AIP Publishing的《APL生物工程》上发表。 “墨鱼皮肤复杂，由多个层次组成，这些层次协同工作以控制光线并改变动物的颜色和图案，”作者阿伦·戈罗德茨基解释说。“某些层含有称为色素体的器官，这些器官通过肌肉运动扩张和收缩，以改变光线与皮肤的相互作用。” 研究团队不仅专注于可见光，而是开发了一种在红外光谱中功能的复合材料。当我们变得更热时，身体会产生红外辐射，这也是热成像的工作原理。能够操控和响应这种热量发射，并具备温度调节功能的服装可以根据穿着者的舒适度作出调整。该材料由涂有铜岛的聚合物构成；拉伸这种材料会使铜岛分开，改变它传递和反射红外光的方式。这项进展使得衣物的热量控制更为出色。…

与住宅供暖相关的热泵安装费用高昂，可能会阻碍这种技术的广泛接受，从而导致政府目标被忽视，研究结果显示。 一项研究表明，过去十年中，英国环保供暖系统的平均安装成本几乎没有下降。 尽管预测到2030年安装成本可能下降20到25％，但这与英国政策制定者设定的目标相比大相径庭，专家指出。 目前，热泵在英国的家庭供暖中仅略有使用。尽管安装数量在增加，但仍远远落后于依赖化石燃料的传统供暖系统。 研究人员强调制定政策目标的重要性，这些目标应建立在对潜在成本降低的现实评估基础上，并制定旨在解决某些低碳技术高初始成本激励措施。…

工程师们提出了一种简单且成本效益高的方法，将脂质纳米颗粒（LNPs）——负责输送 COVID-19 疫苗的突破性分子——引导至特定组织，标志着个性化医疗和基因治疗新时代的开始。核心思想是对 LNPs 的化学结构进行轻微调整，例如添加硅氧烷（一种含有硅的化学基团）。这种调整增加了膜的灵活性，并促进目标细胞对…

一项新研究表明，在2018年异常炎热的夏季，在伦敦实施凉爽屋顶可能拯救了多达249条生命。 这项研究发表于自然城市，研究了将屋顶涂成白色或其他反光颜色如何能降低城市在2018年6月至8月的气温，而那是伦敦经历过的最热夏季。在此期间，伦敦的平均气温达到了19.2摄氏度，约比这些月份的典型温度高出1.6摄氏度。 城市往往会困住热量，导致温度比周边地区高出几度。这种现象称为“城市热岛”效应。与传统的深色屋顶相比，浅色的反光屋顶吸收的阳光热量较少，从而使城市环境降温。 研究表明，如果伦敦广泛实施凉爽屋顶，城市的平均气温可能降低约0.8摄氏度。这一变化可能会避免约249起与热相关的死亡，占当夏季786起与热相关死亡事件的约32%。 此外，研究人员指出，如果屋顶太阳能电池板也被广泛安装，它们可能使城市降温约0.3摄氏度，从而可能防止96起与热相关的死亡——约占该季节总数的12%。…

研究正在为基因测序和检测开辟一个突破性的时期。 来自伦敦女王玛丽大学的一组科学家正引领基因测序和检测研究的新阶段。 在迄今为止规模最大的这项研究中，今日在《自然医学》上发布，来自女王玛丽大学的国际研究小组利用创新的生物信息学方法分析了80,000个个体的基因数据，旨在评估特定短重复DNA序列扩展在一般人群中的发生情况。 这些扩展是遗传性神经系统疾病的主要原因，被称为重复扩展疾病（REDs）。研究结果表明，RED的发生频率是之前估计的三倍，这一估计基于临床观察或疾病的诊断。研究还表明，这些疾病在不同人群中普遍存在。 女王玛丽大学基因组医学的临床阅读者和主要研究员阿里安娜·图奇博士表示：“这一重要进展表明，像亨廷顿病这样的RED可能比我们目前认为的几乎要普遍三倍，这表明我们可能忽视了许多这些疾病的案例。另一方面，有些个体可能拥有某些DNA重复，但并未发展为疾病。这可能意味着我们的基因检测、分析和咨询方法需要发生重大变化。”…

根据一份新报告，为了加快脱碳进程，州监管机构应该重新构思天然气和电力公用事业服务于同一目的。如果不采取协调行动，作者警告称，能源转型可能变得更慢、更昂贵和更不平等。由于强调用电力替代天然气的清洁能源促进政策，天然气和电力公用事业之间的竞争加剧，斯坦福大学和圣母大学的学者们认为，州监管机构需要彻底改变监管方法。由斯坦福伍兹环境研究所的气候与能源政策项目牵头的一份新白皮书阐明了统一电力和天然气公用事业的理由，并建立协调规划，使向零碳建筑的转型更加高效和具有成本效益。相关网络研讨会将在10月2日举行，展示白皮书的结果，并邀请能源专家讨论应对新竞争格局和推进能源转型的努力。“公用事业监管机构在思考如何脱碳天然气网络时，面临着气候、安全和公平关注的独特困难结合，”论文合著者、圣母大学博士后研究员、未来热能研究所研究员约书亚·拉彭说。“通过认识到天然气和电力之间的竞争，监管机构可以找到新的机会，主动管理建筑能源转型。”这份白皮书《能源转型中的无形竞争：承认和应对公用事业之间的竞争以实现受控脱碳》呼吁州公共公用事业委员会（PUC）围绕统一能源部门进行正式规划。报告警告称，天然气和电力公用事业之间的持续竞争可能会延迟脱碳，给电费用户带来更高的成本，锁定在化石燃料基础设施上的不必要投资，并对低收入能源用户造成不成比例的负担。竞争还是统一虽然电力和天然气公用事业传统上在不同市场中运作，但气候政策日益推动这些行业之间的竞争，特别是在建筑供暖和烹饪方面，许多地区这些领域长期以来一直由天然气公用事业主导。随着电热泵和电磁炉等技术变得更加高效和广泛，天然气公用事业发起了激烈的运动来保护其市场份额。联邦通货膨胀削减法案通过为电器提供补贴，进一步加剧了这种竞争，助长了作者所描述的“重复的能源垄断的拼凑。”“在美国许多地方，天然气和电力公用事业现在提供几乎相同的服务，但客户为维护两个独立的配电系统支付费用，”作者写道。他们认为，这种情况造成了可以通过更好的规划和协调避免的经济低效。白皮书提倡公共公用事业委员会合并对天然气和电力公用事业的规划流程，将它们视为单一能源部门的组成部分。这将使监管机构能够优化两者之间的投资，最小化闲置资产，并确保脱碳公平和迅速地进行。作者建议监管机构考虑合并服务于相同区域的天然气和电力公用事业，可能将其合并为统一的能源服务提供商。这不仅会简化脱碳工作，还将帮助维护服务安全和可靠性，保护电费用户免受不断上升的成本影响。管理转型报告强调了不采取行动的风险，警告天然气公用事业有动力继续扩展寿命超过脱碳时间表的化石燃料基础设施，并为消费者创造财务风险。通过主动的监管和规划来管理天然气和电力公用事业之间的竞争，研究人员认为美国可以加速向脱碳能源系统的转型，同时保护电费用户和经济。 “时代已经改变，”论文合著者、斯坦福大学法学院环境与自然资源法与政策项目的早期职业气候法律研究员阿曼达·泽尔比说。“为了达到我们的气候目标，我们必须开始将天然气和电力公用事业视为一个单一的能源系统。”

一位研究人员探讨了与城市规模相关的人口变化的复杂非线性因素。研究结果表明，在中等规模的城市中，人口变化与一种被称为财务实力指数的经济因素有关。 全球范围内，老龄化人口和下降人数的现象日益严重，但日本对此问题的感受更加明显。令人担忧的是，有3621万居民（占总人口的28.9%）年龄在65岁或以上。此外，日本的1747个城市中，有74.6%被归类为人口减少，而城市政策在应对这一趋势上滞后。然而，各种规模城市间影响人口变化的具体因素仍不清楚。 大阪都市大学的助理教授加藤春香博士通过利用经济、社会和教育（ESE）数据集，即来自每个日本城市的270个指标的综合集合，调查了这些不同的因素。该研究采用XGBoost机器学习算法分析了2005年至2010年间人口变化与其他269个指标之间的非线性关系。 分析发现，日本大多数经历人口下降的城市为中型或小型城市。在多维因素方面，人口变化率与社会指标密切相关，例如小型城市中0-14岁年龄组的变化、中型城市中的自然人口变化以及大型城市中的迁移统计数据。此外，在中型城市中，财务实力指数作为经济指标也与人口变化存在相关性。在小型城市中，人口变化与地区被归类为不足人口相关，这是与城市规划相关的一个因素。 加藤博士表示：“这些发现表明，城市政策应根据城市规模量身定制。”她强调，中型城市应该制定超越城市规划的政策，例如儿童保育计划，以帮助提升自然人口增长并增强财务实力指数。同时，小型城市应该考虑识别不足人口地区。

最近来自全球太空任务的发现验证了围绕超大质量黑洞区域的多年理论。 比数据本身更令人兴奋的是，期待已久的卫星，X射线成像和光谱任务（或称XRISM）开始揭示独特的见解。 “我们现在拥有理想的工具，能够准确描绘围绕超大质量黑洞的未全面探测的维度，”密歇根大学的天文学教授乔恩·米勒在谈到XRISM时表示。 “我们开始一窥那种环境的真实面貌。” 日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）与NASA和欧洲航天局合作，宣布了这些新发现，并在《天体物理期刊快报》中发表。…