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根据最新研究，作为炸药材料中TNT替代品的化学化合物的应用日益广泛，发现对植物有有害和持久的影响。 根据最新研究，作为炸药材料中TNT替代品的化学化合物的应用日益广泛，发现对植物有有害和持久的影响。 最近，DNAN作为TNT的替代品出现，但对其环境影响和在土壤中的持久性了解有限。 在过去的十多年里，约克大学的研究人员一直在研究TNT的环境影响，揭示了这种全球军事力量使用的爆炸物会在植物根部残留，阻碍其生长和发育。 由约克大学生物系及新型农业产品中心（CNAP）的Neil…

全球研究人员利用海洋监测技术评估气候变化影响。来自阿拉斯加费尔班克斯大学及其行业合作伙伴的团队改进了检测海洋水中二氧化碳的方法。他们最近在期刊海洋科学上发布的设计现在可以被科学界访问。 在过去六年中，来自UAF国际北极研究中心的一个合作小组与私人行业合作伙伴一起，开发了一个系统，为一种名为Seaglider的自主水下机器人配备了二氧化碳监测传感器。该传感器通过卫星通信，持续几周提供高分辨率数据。持续的数据流为科学家提供了对海洋化学成分的全面理解，尽管这一过程需要重大创新。 行业合作伙伴，高级海洋作业公司和4H JENA工程，致力于减小Contros HydroC传感器的重量和体积，使其能够适配Seaglider。…

这款隐蔽的传感器可附加在叶子的底面，通过实现实时远程观察植物健康来提高效率。 随着对气候变化和人口增长的担忧加剧，迫切需要提高农业生产力。东北大学的研究人员开发了一种可直接安装在叶片上的传感器，旨在轻松判断植物是否健康或处于困扰之中。这种紧凑而强大的设备可能在提高作物产量和优化资源利用方面发挥重要作用，以应对日益增长的需求。 严重的天气事件，例如热浪、暴雨和干旱，对植物造成压力，降低作物产量，威胁农场、森林的可持续性以及整体生物多样性。密切监测植物如何应对这些挑战的需求日益增长。尽管无人机和飞机提供了一定的空中监测，但它们通常只提供更广泛、表层的数据，并需要调整以进行持续准确的跟踪。此外，能够观察个别植物变化的便携式传感器通常依赖现场人员进行安装和定期检查，使其变得繁琐。 “传统方法在某些任务上可能有效，但它们往往难以管理且相对昂贵，”河本香绘说。“为了不断监测微小变化，必须采用一种新方法。” 为应对这些挑战，研究团队开发了一种创新传感器，可以直接安装在植物叶片的底面。这款小型仪器利用光谱传感器和光源来评估叶子颜色，而不会遮挡阳光，从而使其能够随着时间监测同一位置的变化。它以电池供电，配备Wi-Fi数据传输，防水能力强，使其能够在户外功能运作超过一个月以进行长期数据收集。…

一个研究团队发现了一种提高水吸附聚合物解吸效率的方法，这些聚合物被用于大气水收获和干燥空气调节中。 从大气中提取水分和降低湿度对每个人的舒适生活至关重要。水吸附聚合物在大气水收获和使用干燥剂的冷却系统中发挥着重要作用。然而，解吸过程允许这些聚合物的有效重用，一直以来都很具有挑战性。来自大阪市立大学的研究人员现在开发了一种提高这些聚合物解吸效率的方法。 传统上，解吸这些聚合物需要大约100°C的温度。然而，由研究生院工程专业学生池川大辅、副教授福津有沙、准教授冈田健司和教授高桥正秀组成的团队创造了一种液体湿度吸附剂，只需要大约35°C的温度即可解吸。 这一进展是通过利用聚乙烯醇和聚丙烯醇的随机共聚物实现的，前者对水具有很强的亲和力，而后者的亲和力稍低。它们的水吸引特性差异建立了一种转移机制，破坏了水团块，促进了水的更易释放。 福津博士表示：“这一创新不仅可能为干旱地区和能源有限的区域提供水源，还有助于确保在灾难和紧急情况下的水资源获取。”…

一个物理教育者团队正在探索在教育环境中教授量子物理的新方法。历史上，课堂教学主要围绕量子物理的发展历程展开，这可能给学生带来挑战。利用量子测量过程作为案例研究，研究人员最近发表了他们与量子物理学习相关的初步实证结果，特别是在二态系统的背景下。 研究团队包括来自莱比锡大学的物理教育专家菲利普·比岑鲍尔教授，重点关注量子比特。这些量子比特是表示最简单和最重要的量子系统的二态系统，适用于各种场景。控制和操纵这些量子比特的能力对现代量子技术至关重要。 比岑鲍尔教授指出，迄今为止，还没有关于利用二态系统的教学策略在增强学生概念理解上的有效性的实证研究。此外，基于这些系统的各种教学方法的具体优缺点的科学研究也很缺乏。“通过说明量子测量过程，这是量子物理中的一个基本问题，我们展示了如何开发适合该领域干预研究的调查方法。一般来说，围绕二态系统的教学策略似乎比传统方法更有效地促进学习，”莱比锡的物理教育者和该研究的主要作者解释道。 近年来，将二态系统作为理解量子物理的基础引起了相当大的关注。比岑鲍尔教授认为，这种方法为现代量子技术铺平了道路，包括量子密码学和量子计算。量子密码学的一个目标是保护通信免受未经授权的访问。量子计算机能够解决一些问题，尽管超级计算机的计算能力，可能需要不切实际的长时间才能解决，甚至可能仍然无法解决，例如将大数字分解为其素数成分。 比岑鲍尔及其团队旨在使量子技术的革命性潜力对中学生可及。他已被美国物理学会（APS）邀请于2025年3月在洛杉矶的APS全球物理峰会上展示该项目的成果。…

一支全球科学家团队对一颗独特的超新星进行了新调查，确认其为所见到的金属含量最低的恒星爆炸。 这颗被称为2023ufx的特殊超新星是由于一颗红巨星的坍缩而导致的，它在附近的一颗矮星系的边缘爆炸。研究结果显示，超新星及其所在的星系都表现出较低的金属含量，表明其含有的元素比氢或氦更重的元素非常稀少。 理解超新星中产生的金属至关重要，因为它们阐明了与恒星演化及消亡相关的特性。通过研究它们的形成，天文学家可以洞察宇宙在其初期的状态，特别是因为那个时候几乎没有金属存在，研究的首席作者、俄亥俄州立大学宇宙学与天体粒子物理中心的研究员迈克尔·塔克解释道。 塔克补充道：“对于那些希望预测银河系形成的人来说，理解初始爆炸恒星如何影响后续几代恒星是至关重要的。”他表示：“这一知识为科学家提供了一个宝贵的例子，说明那些初代恒星对其环境的影响。” 矮星系为科学家提供了有助于理解早期宇宙条件的本地类比。塔克指出，虽然最初的星系金属含量较低，但靠近银河系的更大、更亮的星系则有充足的时间让恒星爆炸并丰富其金属含量。…

借助人工智能的帮助，研究人员创造了一种技术，能够生成卫星图像，预测洪水事件后区域的可能样貌。 预测飓风对住宅可能造成的影响可以帮助居民提前做好准备，并决定是否撤离。 麻省理工学院的科学家们引入了一种新方法，以生成未来的卫星图像，展示洪水发生后某一地区可能的样貌。这种方法将生成对抗性人工智能模型与物理驱动的洪水模型结合在一起，以生成现实的区域航拍图像，突出可能被洪水淹没的地点，基于即将来临的风暴强度。 在他们的初步测试中，团队专注于休斯顿，生成卫星图像，展示在类似于2017年影响该地区的哈维飓风之后，城市不同地点可能的样貌。他们将生成的图像与哈维之后拍摄的同一地区的真实卫星照片进行了比较，并评估了不采用基于物理的洪水模型的人工智能生成的图像。 增强了物理模型的方法提供了比仅依赖人工智能的方法更准确和真实的未来洪水图像，后者生成的图像显示洪水出现在物理上不可能发生的地区。…

一个新开发的计算机模型可以检测和评估隐藏在天王星卫星冰冷表面下的海洋。这个模型通过研究在经过的航天器上会明显出现的微妙轨道变化来实现这一目标。这项研究为工程师和科学家在准备美国宇航局未来的天王星轨道探测器和探测任务时提供了重要工具。 在1986年，美国宇航局的旅行者2号飞掠天王星时，捕捉到了模糊的大型冰卫星的图像。近四十年后，美国宇航局计划派遣另一艘航天器前往天王星，这一次将配备调查这些冰冻卫星表面下是否隐藏着液态水海洋。 这项任务仍处于初始阶段。然而，德克萨斯大学地球物理学研究所（UTIG）的研究人员正在积极开发一种新的计算机模型，能够通过航天器的摄像头识别水下海洋。 这项研究至关重要，因为科学家们对在天王星上检测海洋的最有效方法并不确定。识别液态水的存在很重要，因为它是生命所必需的。 这个创新的计算机模型分析卫星在绕行其行星时的小幅度移动或摇晃。通过这种分析，它可以确定卫星内部的水、冰和岩石的体积。小的摇晃表明卫星主要是固体，而较大的摇晃则表明冰的外层漂浮在大量的液态海洋上。当与引力数据结合时，这个模型还可以推导出海洋的深度和其上冰层的厚度。…

当旅行者2号在四十年前经过天王星和海王星时，天文学家惊奇地发现这两颗冰巨星没有类似于地球的全球二极磁场。被认为的原因是这些冰巨星具有不同的内部层，这些层保持不混合，这阻碍了形成二极磁场所需的大规模对流。那么，是什么物质保持这些层的分离呢？一位科学家模拟了这些行星的内部，发现，在极端压力和温度条件下，富含水和碳氢化合物的层自然形成，并且不会混合。 那么，钻石雨或超离子水呢？ 这些只是行星科学家关于隐藏在包围着天王星和海王星的厚重蓝色氛围中的神秘现象所提出的两个令人着迷的观点，天王星和海王星是我们太阳系中独特的冰巨星。 加州大学伯克利分校的一位研究人员现在提出了一个不同的理论：这两颗行星的内部是分层的，两个层之间像油和水一样不混合。这种结构可能解释了这些行星特殊的磁场，这表明先前的内部模型可能并不准确。 在本周发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究中，布尔哈德·米利泽声称，在云层之下是一个深水海洋，接下来是高度压缩的碳、氮和氢的混合物。模拟结果表明，在这些行星的极端温度和压力下，水（H2O）、甲烷（CH3）和氨（NH3）的混合物自然会分离成两个不同的层，主要是因为氢会被迫从深部的甲烷和氨中排出。…

并非所有塑料具有相同的回收潜力——某些类型和颜色的塑料比其他更容易被重新利用。例如，黑色泡沫产品和黑色咖啡杯盖，通常是由聚苯乙烯制成的，通常由于颜色添加剂导致的分拣无效而最终进入垃圾填埋场。然而，一项在《ACS Central Science》中的新研究强调了研究人员如何利用存在于黑色塑料中的特定添加剂，将黑色和有色聚苯乙烯废料转化为可重复使用的材料，所有这一切都通过使用阳光或白色LED灯。 “通过使用简单的可见光，我们有可能通过利用许多商业项目中已经存在的添加剂来彻底改变塑料的化学回收，”作者Sewon Oh、Hanning…

  森林砍伐持续成为全球主要关切，过去20年中，原始森林占总树木覆盖损失的16%，主要由于气候变化和广泛的人类活动。这一损失危及自然资源、生物多样性以及社区的生活质量。为应对这些挑战，立陶宛的科学家与瑞典的专家合作，开发了一种名为森林4.0的先进森林数据管理模型，结合了区块链、物联网（IoT）和人工智能（AI）技术。这个创新系统实现了实时的森林状况监测、可持续资源管理以及更透明的森林治理方法。 “想象一下购买一张桌子，确切知道它来自哪个森林和树木。这就是我们希望通过所提出的森林数据管理模型实现的结果，”参与该系统开发的考那斯科技大学（KTU）教授RYTIS MASKELIŪNAS解释道。 森林4.0的创建涉及立陶宛考那斯科技大学、维陶塔斯·马格努斯大学和瑞典林奈大学的研究人员之间的合作。…

一个研究团队成功展示了利用超相对论电子束和由4拍瓦激光器产生的极其强烈的激光脉冲的非线性康普顿散射（NCS）。这种开创性的方法仅依赖于激光进行电子-光子碰撞，其中多PW激光实现了粒子的加速及其后续碰撞，称之为全光学配置。这一成就标志着强场物理，特别是强场量子电动力学（QED）领域的重要进展，为电子与光子之间的高能相互作用提供了新的视角，无需传统的长达一英里的粒子加速器。 在《自然光子学》期刊上在线发表的一项里程碑式研究中，一个研究团队通过使用超相对论电子束结合由光州科学技术院的相对论激光科学中心（CoReLS）产生的超高强度激光脉冲，成功演示了非线性康普顿散射（NCS）。他们的创新技术仅采用激光进行电子-光子碰撞，允许利用多PW激光进行粒子的加速和碰撞，这被称为全光学配置。这一突破标志着强场物理和强场量子电动力学（QED）向前迈出了重要一步，因为它为研究高能电子-光子相互作用打开了新的途径，而不依赖于传统的冗长粒子加速器。 非线性康普顿散射涉及一个电子捕获多个激光光子，然后释放出一个高能伽马射线光子。研究人员旨在达到“施温格极限”，这是一个强度的理论阈值（2x1029 W/cm2），其强度如此之大，可以通过“煮沸”时空的真空来产生物质-反物质对。由于CoReLS所达到的最高激光强度仍然低于这一极限的百万分之一，因此团队设计了一种替代方法。他们利用超相对论电子束与高强度激光脉冲碰撞，利用爱因斯坦的相对论。在电子的视角中，激光的强度看起来约为施温格极限的50%，触发了非线性QED效应。 研究人员利用CoReLS拍瓦（PW）激光进行了系列实验。激光束被分成两束，每束都用处于独特的目的。第一束激光聚焦在一个5厘米长的充气腔体上，启动电子的“激光唤醒场加速”（LWFA）。在这一加速过程中，电子骑着激光产生的等离子波，能量水平达到3…