健康

人工智能（AI）越来越受欢迎，但支持这一技术的数据中心也在产生大量的热量。保持这些中心的凉爽环境需要消耗大量的能源，随着 AI 驱动的计算机和设备变得更加普遍，这个问题预计会进一步恶化。为了应对这一挑战，研究人员正在创新一种新的冷却系统，旨在大幅减少能源消耗。 人工智能目前是一个热门话题，与此同时，支持该技术的数据中心也成为了焦点。防止这些中心过热需要大量的能源使用。 随着基于强大人工智能设备和计算机使用的增加，这一挑战只会升级。这就是为什么密苏里大学的研究员…

科学家们创造了一种能够将阳光和水高效转化为清洁能源的材料。 来自俄勒冈州立大学的科学家们创造了一种能够将阳光和水转化为清洁能源的材料。 由俄勒冈州立大学科学学院的Kyriakos Stylianou领导的团队开发了一种光催化剂，该催化剂能够高效快速地生产氢气。这种氢气对于为车辆提供动力至关重要，同时也用于生产氨、金属精炼和塑料制造等各种化学产品。 根据Stylianou的说法，研究结果展示了一种有前景的新方法来应对温室气体排放和气候变化，他的研究专注于被称为金属有机框架（MOFs）的晶体多孔结构。…

科学家最近揭开了一个长期以来的谜团，揭示了云内湍流空气运动在水滴生长和降雨开始中的作用。这项研究有可能改进计算机模型对天气和气候的模拟，从而提高预测的准确性。 多年来，研究人员一直在努力解开允许云中微小水滴生长到足够大以落下为雨的复杂过程。深入了解这一现象，也被称为“降雨形成瓶颈”，对于增强天气和气候的计算机模拟至关重要，从而导致更准确的天气预报。 在这项研究中，由美国国家科学基金会大气研究国家中心（NSF NCAR）的专家领导的团队发现，云内的湍流气流对水滴的生长和降雨的触发至关重要。 科学家们利用先进的计算机建模以及在NASA实地研究期间收集的积云中水滴的详细观察数据。这项技术帮助他们分析了湍流如何影响新生水滴，这些水滴最终合并形成雨滴。…

研究人员已经创造出创新的翻滚自旋量子比特，以实现通用量子逻辑。这一突破可能促进对大规模半导体量子比特阵列的有效控制。该团队最近展示了他们在跳跃和翻滚自旋方面的研究成果。 在QuTech，研究人员打造了旨在实现通用量子逻辑的翻滚自旋量子比特。这个进展可能导致对大规模半导体量子比特阵列的高效管理。研究团队已在《自然通讯》上发表了他们关于跳跃自旋的研究结果，并在科学上发表了他们关于翻滚自旋的研究。 1998年，Loss和DiVincenzo发表了一项开创性的研究，题为“量子点量子计算”。他们最初提出了跳跃自旋的概念作为量子比特逻辑的基础，但实际应用尚未实现。二十多年后，实验进展与理论框架相一致。QuTech的研究人员，来自代尔夫特理工大学和荷兰组织TNO的合作团队，令人信服地证明了“跳跃门”的原始概念确实是可行的，展示了先进的性能。 简化控制 全球范围内，基于量子点的量子比特正在积极探索，因为它们被视为构建量子计算机的有前景的基础。现有的主要方法涉及捕获单个电子并施加足够强的磁场，从而利用电子的自旋作为量子比特，可以通过微波信号进行操控。…

锆与氮化硅的相互作用改善了丙烷转化为丙烯的过程，丙烯是生产聚丙烯的重要化学品。这个发现暗示在使用其他非常规催化剂方面有潜在的进展。 聚丙烯是一种广泛使用的塑料，存在于许多必需品中，包括食品容器和医疗设备。由于其受欢迎程度，制造聚丙烯所需的化学品丙烯的需求正在增加。丙烯可以从丙烷中提取，丙烷是一种常用于烧烤炉的天然气类型。 来自美国能源部（DOE）阿贡国家实验室和艾姆斯国家实验室的研究人员发现了一种比现有工艺更快速且更节能的丙烯生产方法。 丙烷转化为丙烯的过程通常依赖于铬或铂等金属催化剂，且这些催化剂通常由氧化铝或二氧化硅等材料支持，以加速反应。然而，这些方法需要高温和大量的能量消耗。 在一次联合努力中，科学家们发现将锆与氮化硅结合会显著改善丙烷转化为丙烯的催化转化，提供了一种比其他非贵金属如铬更快、毒性更低、能效更高的替代方案，同时相比贵金属如铂也更具成本效益。…

工程师们已经证明，空气通过开孔泡沫的流动可以促进数字计算、模拟传感和结合数字-模拟控制在软纺织基穿戴技术中的应用。 当设想尖端穿戴设备和机器人时，您沙发垫子的泡沫可能不是您首先想到的。 然而，莱斯大学的工程师们揭示了像空气在开孔泡沫的多孔结构中流动这样简单的东西，可以用于软质织物基穿戴系统中的数字计算、模拟传感和集成数字-模拟控制。 莱斯大学机械工程助理教授、研究论文负责人丹尼尔·普雷斯顿表示：“在我们的研究中，我们通过一种令人惊讶的简单方法将材料智能（材料检测和响应其周围环境的能力）与电路驱动逻辑结合在一起，即利用空气流动在软泡沫中。” 历史上，软体机器人和穿戴设备中的气动逻辑电路是以电子电路为模块构建的。这意味着通过连接元件将电阻器、电容器、二极管和门等各种组件连接在一起。这些传统设计依赖于互连逻辑门——数字系统中的基本组成部分，这些门将多个输入转换为单个输出。…

天文学家解读了两个巨大星系团之间复杂的碰撞，其中巨大的暗物质云已经与常规物质分离。 天文学家解读了两个巨大星系团之间复杂的碰撞，其中巨大的暗物质云已经与常规物质分离。这两个星系团各自拥有数千个星系，位于距离地球数十亿光年的地方。在碰撞中，暗物质——一种不可见、会响应引力，但不产生光的物质——领先于常规物质。这些新发现标志着科学家们首次直接研究暗物质和常规物质速度的脱耦。 星系团是宇宙中最大的结构之一，由引力绑定在一起。这些星系团中只有15％的总质量由常规物质组成，包括从行星到生物的一切。这部分常规物质大多以热气体的形式存在，剩下的包括恒星和行星。其余85％则由暗物质构成。 在这次碰撞中，统称为MACS J0018.5+1626，单个星系大多未受损害，因为它们之间距离遥远。然而，星系之间的巨大气体云（常规物质）发生碰撞，变得动荡且高度加热。尽管常规物质和暗物质都会受到引力的影响，但常规物质也受到电磁力的影响，这在碰撞中减缓了它的速度。因此，当常规物质落后时，暗物质则向前冲。…

一个灵活的超表面可以在时空上操控光学光，开辟了在地球和外太空中使用的新型安全和高效的数据传输方法。 想象一下：您正在咖啡店用笔记本电脑工作，周围也是一群笔记本用户，大家都在尝试流式传输高清影片或加载网站，渴望更多的带宽。现在设想一下，你们每个人都有一个专用的无线频道，运行速度比如今的Wi-Fi快数百倍，并提供明显更多的带宽。这个愿景有可能很快变为现实，这得益于超表面的出现——一种可以以特定方式反射和重定向光的工程表面。 来自加州理工学院的研究团队在《自然纳米技术》期刊上发表了一篇论文，详细描述了他们构建的一个超表面，里面嵌入了微型可调天线，这些天线可以反射入射的光束，以产生多个具有不同光频的边带或通道。 加州理工学院工程与应用科学系的领导者Harry Atwater表示：“通过这些超表面，我们证明了一个光束可以产生多个光束，每个光束具有独特的光频并朝不同方向前进。它的功能就像一套完整的通信通道阵列，我们已经开发出了一种方法来处理自由空间信号，而不是依赖于光纤。”…

研究人员首次揭示了伦勃朗如何利用特定的砷硫化物颜料来产生“金色”色调。荷兰国家博物馆和阿姆斯特丹大学的化学家们揭示了伦勃朗使用特殊砷硫化物颜料实现“金色”涂料效果的办法。通过采用先进的光谱方法，他们能够在其著名作品《夜巡》的一个重要部分中识别出存在的副辰砂（黄色）和半非晶副辰砂（橙红色）颜料。这个发现得到了相关历史文件分析的进一步支持，研究人员得出的结论是，伦勃朗故意将这些独特的砷硫化物颜料与其他颜色混合，以形成辐射的金色效果。 这一发现详细记录在科学期刊《遗产科学》上，由阿姆斯特丹大学范霍夫分子科学研究所的博士生Fréderique Broers和Nouchka de Keyser以及来自荷兰国家博物馆的研究人员共同撰写。他们确定，伦勃朗故意选择了这种不常见的颜料混合物，以表现站在背景中的维尔赫姆·范·鲁滕巴赫中尉的双排扣袖子和刺绣的短外套。中尉位于两位主要人物的右侧，站在射击公司场景的前面，旁边是弗朗斯·班宁·可克船长。…

研究团队确认，位于黄石国家公园温泉中的微生物为其生长产生甲烷。 来自蒙大拿州立大学的一组研究人员首次提供实验证明，存在于黄石国家公园热环境中的两类独特微生物对甲烷生产有贡献。这一发现为未来应对气候变化的策略带来了希望，并提供了关于地球以外生命可能性的宝贵知识。 本周发表在《自然》杂志上的结果来自罗兰·哈岑皮赫勒（Roland Hatzenpichler）的实验室，他是蒙大拿州立大学文理学院化学与生物化学系的副教授，同时担任大学热生物学研究所的副主任。这两篇论文记录了蒙大拿州立大学的研究人员首次确认了除广泛的古生物分类群Euryarchaeota以外，产生甲烷的单细胞生物的已知实例。 蒙大拿州立大学研究与经济发展副校长阿利森·哈蒙（Alison…

研究人员估计，在弗伦奇人湾的水面上漂浮着约4000亿微塑料纤维，该湾位于缅因州巴尔港和阿卡迪亚国家公园旁边，以及几个相关的河流和河口，在这些地方，淡水与海水混合。平均而言，流域的水中大约每升含有1.8根微塑料纤维。此外，该团队通过从九个地点收集水样，研究这些微塑料在流域中的运动，主要是在巴尔港的德塞特山岛上。 弗伦奇人湾面积超过98平方英里，散布着39个岛屿，对于阿卡迪亚国家公园、巴尔港和斯库迪克半岛沿岸的鸟类、鱼类、龙虾渔民和户外爱好者至关重要。然而，缅因大学的研究人员发现，弗伦奇人湾及其支流也存在严重的微塑料污染。 最近发表在《环境工程科学》上的一项研究揭示，在弗伦奇人湾及其连接的河流和河口中，漂浮着约4000亿根微塑料纤维，流域中的平均水中每升含有1.8根纤维。 “想象一下你的32盎司水瓶。如果你用弗伦奇人湾的水填满它，你会发现里面大约有两根微塑料纤维。现在，考虑一下在弗伦奇人湾的广阔区域里可以放多少个水瓶；那是一个大量的微塑料，”这项研究的主要作者，缅因大学土木与环境工程硕士生格蕾丝·约翰逊说。约翰逊与其他缅因大学的学生和教职工以及印第安纳州圣母大学和瓦尔帕莱索大学的研究人员合作。 微塑料是小于五毫米的颗粒，可以轻易被人类和动物摄入。全球河流、湖泊和海洋中已检测到数万亿颗粒。根据美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的说法，这些微塑料可能是由较大的塑料物品降解而来，或是个人护理产品中使用的微小塑料珠子。这些微塑料可能会导致动物出现健康问题，影响消化和繁殖，与之相关的某些化学物质则与人类的激素紊乱和癌症风险有关，根据美国地质调查局的说法。它们还可以吸附并携带其他有害毒素，例如被称为PFAS的一组物质，这些毒素会污染水源。…

在一次显著的科学进展中，一个由全球研究人员组成的团队创造了一种量子传感器，可以检测到原子尺度上极为微小的磁场。这一开创性的成就实现了科学家们长期以来对于一种专为量子材料量身定制的类似于MRI的仪器的愿望。 在一次显著的科学进展中，来自德国尤里希研究中心和韩国量子纳米科学中心（QNS）的全球研究团队开发了一种量子传感器，可以检测到原子尺度上极为微小的磁场。这一开创性的成就实现了科学家们长期以来对于一种专为量子材料量身定制的类似于MRI的仪器的愿望。 研究团队借助于尤里希小组在自下而上的单分子制造方面的专业知识，在QNS利用韩国团队开发的先进工具和方法进行实验，从而创造出了世界上首个为原子应用设计的量子传感器。 为了给您一个更清晰的视角，一个原子的直径比最粗的人的头发宽度小一百万倍，这使得可视化和准确测量原子发出的电场和磁场等物理特性变得极为困难。为了检测来自单个原子的如此微弱的场，传感工具必须异常敏感且微小——大小与原子本身相当。 量子传感器利用量子力学的原理，例如电子的自旋或量子态的纠缠，以实现精确的测量。在近年来，各种类型的量子传感器相继问世。尽管这些传感器中的许多可以检测电场和磁场，但之前认为同时实现原子级的空间分辨率是不可能的。…