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你是否曾对我们的太阳在其恒星摇篮中形成用了多长时间感到好奇？一个全球的科学家团队在寻找答案方面取得了进展。他们成功测量了在GSI/FAIR实验存储环（ESR）中完全电离铋（205Tl81+）离子的束缚态β衰变。这一测量对在渐近巨星分支（AGB）恒星中生成放射性铅（205Pb）有显著影响，有助于估算太阳的形成时间线。这些发现已在期刊Nature中发表。 当前的估计表明，太阳是从其父母分子云中形成的，耗时数千万年。这一估计来源于在太阳形成前不久通过一种称为天体物理s-过程生成的长寿命核素。这一s-过程发生在邻近的AGB恒星中，这些是接近生命周期结束的中质量恒星。核素在太阳形成46亿年前早已衰变，留下了微弱的衰变产物的可检测信号，存在于陨石中。研究的理想候选核素是仅由s-过程生成的，不受其他核合成过程污染的核素。唯一符合条件的“仅s”核素是205Pb。 在地球上，205Pb通过将一个质子和一个电子转变成一个中子和一个电子中微子而衰变为205Tl。205Pb与其子核205Tl之间的能量差极小；然而，205Pb中电子的绑定能量较高（Z=82，与205Tl中的81个电子相比），这会影响衰变方向。简单来说，如果所有电子被移除，父母核素和子核素的角色会互换，导致205Tl经历β减衰变而变为205Pb。这个过程在温度达到几亿开尔文的AGB星中发生，足以完全电离原子。在AGB星中生成的205Pb的数量严重依赖于205Tl衰变为205Pb的衰变率。然而，由于205Tl在标准实验室条件下是稳定的，因此无法在这些条件下进行测量。 205Tl的衰变仅在得到的电子被捕获到205Pb的某个束缚原子轨道中时发生。这代表了一种极为罕见的衰变过程，称为束缚态β衰变。此外，核衰变导致205Pb中有一个激发态，位于其基态上方仅2.3千电子伏，且比衰变到基态的概率要高。205Tl和205Pb之间的联系可以比作一个恒星秋千模型，其中两种衰变路径都是可能的，且优选方向依赖于温度、电子密度及核过渡强度等条件，而这些之前是未知的。 得益于由来自十二个国家的37个机构组成的国际团队进行的一次卓越实验，这一未知现已揭晓。束缚态β衰变仅在衰变核素剥除所有电子并在这些特殊条件下维持数小时后可测量。这在GSI/FAIR的重离子实验存储环（ESR）与碎片分离器（FRS）相结合的情况下是独特可行的。“205Tl81+的测量在1980年代就被提出，但经过数十年的加速器发展和许多同事的努力，才得以实现，”GSI/FAIR的Yury…

研究人员开发了一种基于聚苯乙烯的阴离子交换膜，可能提高氢气生产的效率和耐久性。他们强大的疏水结构允许有效的离子移动，同时抵抗化学物质导致的降解。 一组研究人员创建了旨在使氢气生成更加高效和持久的基于聚苯乙烯的阴离子交换膜（AEMs）。他们强大且防水的设计促进了有效的离子运输，并对化学损伤提供了抵抗。这一创新突显了它们在AEM水电解槽中实现持久和高效运行的潜力，使它们成为追求可持续氢气生产过程中的一个有前途的元素，而可持续氢气生产对于实现无碳能源未来至关重要。 氢气是一种具有吸引力的能源，因为它具有高能量密度且没有碳排放，定位为碳中和过渡中的重要角色。传统的氢气生产方法，如煤气化和蒸汽甲烷重整，产生二氧化碳，与环境可持续性努力相矛盾。电化学水分解只生成氢气和氧气，提供了一种更清洁的方法。尽管质子交换膜（PEM）和碱性水电解槽（AWE）可用，但它们在成本或性能上都有局限性。例如，PEM电解槽依赖于昂贵的铂族金属（PGM）作为催化剂，而AWE通常以较低的电流密度和效率工作。 阴离子交换膜水电解槽（AEMWEs）结合了PEM和AWE的优点，利用经济实惠的非PGM催化剂，并支持更高的电流密度和能源转换效率。然而，AEM在技术上面临障碍，特别是在碱性环境中的降解问题，这影响了长期的可靠性。AEM材料的创新，特别是那些改善化学耐久性、导电性和机械强度的材料，对于解决这些障碍至关重要。 为了应对这些挑战，日本早稻田大学的Miyatake教授及其山梨大学的同事们开发了一种新型阴离子交换膜（AEM），具有耐用的疏水性能。他们的研究结果于2024年9月29日发表在期刊《先进能源材料》上。这款膜展示了高氢氧根离子（OH-）导电性，对于AEM水电解槽（AEMWEs）的优良性能至关重要，并专门设计以承受极端碱性条件。Miyatake指出，"我们所应用的基于聚合物的膜满足了绿色氢气生产过程中，通过水电解所需的坚固和有效材料的基本要求。"…

麻省理工学院的一个新电极设计提高了将二氧化碳转化为乙烯及其他类似产品的电化学过程的有效性。 面对日益增加的温室气体排放，科学家们正在探索有效且具有成本效益的方法来捕获二氧化碳，并将其转化为有价值的产品，如运输燃料、化学品的原材料，甚至建筑材料。然而，实现在这些工作中的经济可行性一直面临挑战。 麻省理工学院的工程师最近进行的研究可能会加速各种电化学系统的进展，这些系统旨在将二氧化碳转化为有用商品。研究团队介绍了一种新电极设计，显著提高了这一转化过程的效率。 研究结果将发表在《自然通讯》期刊上，作者包括麻省理工学院博士生西蒙·鲁费尔、机械工程教授克里帕·瓦拉纳西以及三名同事。 瓦拉纳西表示：“解决二氧化碳问题是我们这个时代的主要挑战之一，我们正在探索许多解决方案。”开发可行的方法提取二氧化碳至关重要，这可以通过发电厂的排放或直接从大气或海洋中捕获。一旦捕获了二氧化碳，还需要一种实用的方法来利用它。…

大多数人倾向于不喜欢接受治疗或疫苗接种时的注射。为此，研究人员旨在开发可以通过喷雾和吸入进行给药的药物，如信使 RNA（mRNA）。最近发表在《美国化学学会期刊》上的一项研究讨论了可吸入 mRNA 治疗的可行性进展。研究人员描述了他们改进的脂质聚合物纳米颗粒，这些颗粒旨在封装 mRNA，在气溶胶化时保持稳定，并有效地将液态滴送到小鼠的肺部。…

X射线在医疗诊断和工业应用中发挥着至关重要的作用，从牙科检查到机场行李筛查。然而，这些高能射线会发出电离辐射，过度或长期接触可能会带来风险。研究人员现在在创造更安全的X射线使用方面取得了进展，开发了一种高度敏感、可折叠的探测器，可以在使用更低剂量辐射的情况下产生高质量图像。 X射线在医疗诊断和工业应用中发挥着至关重要的作用，从牙科检查到机场行李筛查。然而，这些高能射线会发出电离辐射，过度或长期接触可能会带来风险。研究人员现在在创造更安全的X射线使用方面取得了进展，开发了一种高度敏感、可折叠的探测器，可以在使用更低剂量辐射的情况下产生高质量图像。 根据该研究的主要作者Omar F. Mohammed的说法，这项研究发表在…

一支国际研究团队揭示了一个意外因素，加速了锂离子电池的退化，导致充电量的持续减少。这个发现增强了我们对电池寿命的理解，并提出了应对自放电的方法，可能提高从智能手机到电动汽车等设备的性能。 一支国际科学家团队找到了一个意外因素，加速了锂离子电池的降解，导致电量稳步损失。这一发现为电池寿命提供了新的理解，并提供了应对自放电的策略，这可能改善从智能手机到电动汽车等各种应用的性能。 亚图拉斯·维利奥尼斯（Artūras Vailionis），斯坦福大学X射线与表面分析组的关键领导者，同时也是立陶宛考那斯科技大学（KTU）访问教授，指出人们普遍接受的观点是，充满电的电池自放电源于锂原子从电解液移动到电池的阴极。 “然而，我们的研究表明，电池的自放电实际上是由于质子（氢离子）的运动引起的。这项研究的发现暗示了通过减少自放电来增强电池寿命的潜在方法。”维利奥尼斯解释道。…

医院当前正在利用人工智能（AI）来改善患者护理，但此项技术是否真的增强了医生的诊断能力？一项最近的研究提供了一些意想不到的见解。 随着医院越来越多地实施人工智能以改善患者护理，一项最近的研究表明，与传统方法相比，使用 Chat GPT Plus…

研究人员创造了一种能够通过使用电极“触摸”植物叶片来识别多种植物物种及其不同生长阶段的机器人。这种创新型机器人可以评估表面纹理和水分含量等属性，这些属性无法通过传统的视觉方法检测到。根据11月13日在《Device》杂志上发表的一项研究，该机器人成功识别出十种不同的植物物种，平均准确率达到97.7%。在识别不同生长阶段的开花紫荆植物叶片时，它获得了100%的完美准确率。 中国研究人员开发出一种能够通过电极“触摸”植物叶片来识别不同植物物种和生长阶段的机器人。正如11月13日在《Device》杂志上发表的一项研究中提到的，该机器人可以测量表面纹理和水分含量等特性，这些特性无法通过现有的视觉方法确定。该机器人能够以97.7%的平均准确度准确识别十种不同的植物物种，并且在识别开花紫荆植物的叶片时，在不同生长阶段中其准确率为100%。 山东第一医科大学和山东省医学科学院的副教授、该研究的合著者宋中乾表示，这款机器人可能成为大规模农民和农业研究人员的有价值工具。它可以帮助他们监测作物的健康和生长，使他们能够做出明智的决策，关于适当的水和肥料数量，并制定害虫控制措施。 宋说：“它可以改变作物管理和生态系统研究，同时促进早期疾病的检测，这对植物的活力和粮食安全至关重要。” 与依赖视觉方法并受到照明、天气变化或背景干扰等环境因素限制的现有设备相比，该机器人利用触觉收集关于植物的更全面信息。…

如何防止 stray 辐射干扰超导量子比特 消除实验超导量子比特的实验室中的低水平放射性源是至关重要的，这一点在最近的两项研究中得到了强调。提高量子设备的相干时间对于向实际量子计算迈进至关重要。 在期刊PRX…

大约在1100万年前，一颗小行星撞击了火星，将红色星球的碎片散布到太空中。这些火星块中的一个最终到达了地球，靠近普渡大学，并且是为数不多的可以直接与火星相关联的陨石之一。这块陨石于1931年在普渡大学的一个抽屉中被发现，因此被称为拉法叶陨石。 对拉法叶陨石的初步研究揭示，它在火星上曾与液态水接触。科学家们长久以来对这种相互作用的时间充满好奇。最近，一个合作的科学家团队，包括来自普渡大学科学学院的两位科学家，成功地对拉法叶陨石中在这一水期形成的矿物进行了年代测定。他们的研究结果已发表在《地球化学视角信件》中。 玛莉莎·特伦布雷是普渡大学地球、大气和行星科学系的助理教授，也是该出版物的第一作者。她利用氦、氖和氩等稀有气体研究影响地球及其他天体表面的地质过程。特伦布雷指出，一些火星陨石含有在火星上与液态水相互作用而成的矿物。 “通过对这些矿物进行年代测定，我们可以确定在火星的地质历史中，液态水何时存在于火星表面或其附近，”她解释说。“对于拉法叶火星陨石，我们发现这些矿物大约在7.42亿年前形成。我们认为当时火星表面没有大量的液态水。相反，水很可能来源于已知的永久冻土下的融化冰，这可能是由于火星上持续的岩浆活动引发的。” 研究团队验证了在火星上水-岩相互作用的年龄是可靠的，并且这一测年方法没有受到拉法叶陨石接触水后的历史事件的影响。…

日内瓦大学（UNIGE）的一个国际团队发现了三颗超大质量星系，它们几乎与银河系的质量相当，存在于大爆炸后最初的十亿年内。这个意想不到的发现得益于哈勃空间望远镜的FRESCO计划，该计划利用NIRCam/grism光谱仪准确测量星系的距离和恒星质量。结果表明，早期宇宙中恒星的形成效率远高于早先模型的预测，这对已建立的星系形成理论提出了质疑。这项研究发表于《自然》。 根据目前的主流科学模型，星系逐渐在庞大的暗物质晕中形成。这些晕吸引气体（由原子和分子组成），形成引力束缚的结构。通常，只有大约20%的气体能够转化为星系中的恒星。然而，来自UNIGE团队与NASA的哈勃空间望远镜（JWST）合作的新发现挑战了这一传统理解。研究表明，早期宇宙中的大质量星系可能在恒星形成方面比后期形成的星系更为高效，以比之前假设的更快的速度增长。 “红色怪物”的发现 JWST的非凡能力使天文学家能够探索来自极其遥远的早期宇宙的星系，为大质量和尘埃覆盖的星系揭示了新的见解。在对FRESCO调查中的星系进行审查时，研究人员发现，虽然大多数星系符合现有理论，但也有三颗意外的大质量星系，其恒星质量与当前的银河系相似。这些星系的恒星形成效率几乎是质量较小星系和后期形成星系的两倍。由于其高尘埃含量，使它们在JWST图像中呈现出独特的红色，被称为“红色怪物”。 ''我们的发现正在改变我们对早期宇宙星系形成的理解，''该研究的首席作者、日内瓦大学天文学系的博士后研究员肖梦圆博士表示。''在JWST之前，这些‘红色怪物’的重要特征很难确定，因为它们被尘埃掩盖，''CEA巴黎-萨克雷的研究主任大卫·埃尔巴兹博士解释道。…

科学家们利用美国宇航局的尼尔·吉尔雷尔斯·斯威夫特天文台的数据，发现了一项显著的成果。他们首次探测到一对巨型黑洞的信号，这对黑洞正在影响一个位于银河系中心的气体云。 利用美国宇航局的尼尔·吉尔雷尔斯·斯威夫特天文台的观测，科学家们首次发现一对巨型黑洞的信号，这些黑洞正在扰动一个位于银河系中心的气体云。 “这个事件非常异常，被称为AT 2021hdr，而且每隔几个月就会发生一次，”来自智利瓦尔帕莱索大学的千年天体物理研究所、千年超大黑洞横向研究与技术核心的天体物理学家洛雷娜·埃尔南德斯-加西亚解释道。“我们怀疑一个气体云抓住了这些黑洞。当黑洞互相绕圈时，它们与云发生相互作用，激发并消耗其气体。这种相互作用导致系统产生光的波动模式。” 关于AT…