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研究人员创建了一种尖端技术，用于识别黑洞的光回声。这种新方法简化了测量黑洞质量和旋转的过程，标志着一个重要的进步，因为它独立于许多科学家过去用来探索这些特征的方法。 一组天体物理学家，由来自高等研究所的研究人员主导，设计了一种开创性的方法，用于检测来自黑洞的光回声。这种创新技术将使黑洞质量和旋转的测量更加简单，并意味着一个重要的进展，因为它不依赖于科学家们过去使用的许多传统方法。 今天发表在天体物理学杂志快报上的研究结果揭示了一种技术，可能会直接确认光子围绕黑洞的轨道，原因是一种称为“引力透镜”的现象。 引力透镜发生在光线接近黑洞时，其轨迹被黑洞强大的引力场改变。这种效应使光线从其源头到达地球观察者的路径多种多样。有些光线可能采取直接路径，而其他光线可能在到达我们之前围绕黑洞循环一次或多次，导致来自同一源的光线在不同时间到达，从而形成“回声”。 这项研究的首席作者乔治·温（George…

研究人员在数学领域引入了一种创新概念，预测各种竞赛的结果，包括体育、游戏以及人类和动物的社会等级。 研究人员在数学领域引入了一种创新概念，预测各种竞赛的结果，包括体育、游戏以及人类和动物的社会等级。 这个新想法被称为“竞争深度”，可以应用于许多重要且有利可图的领域。例如，它可以帮助预测体育比赛的胜者、预测消费者选择、对大学进行排名以及评估招聘方法。 此外，这个概念建立了一个统一的框架，可以分析并从广泛的竞争场景中得出结论。只要研究人员能够获得足够的数据，无论这些数据是来自棋盘游戏还是狒狒之间的争斗，他们的模型就能确定任何竞争的深度，以便找出胜者和败者。 密歇根大学物理学博士生、研究的共同作者马克斯·杰尔迪（Max…

现成的热电发电机可以利用适度的温差将二氧化碳转化，正如不列颠哥伦比亚大学（UBC）的化学家进行的一项概念验证研究所示。这些发现暗示了一个迷人的机会，利用在不同环境中发现的温度变化——从地球上的典型地热地点到火星的冰冷荒地——将二氧化碳转化为各种有用的燃料和化学品。 根据不列颠哥伦比亚大学（UBC）的化学家进行的一项概念验证研究，现成的热电发电机可以有效地驱动二氧化碳转化，利用适度的温差。 这一发现提出了一个激动人心的可能性，即在各种环境中，如地球上的标准地热系统和火星的冰冻、不适宜生存的表面中，温度差异可以促进将二氧化碳转化为有价值的燃料和化学品。 “火星的条件真的引起了我对这一技术长期潜力的兴趣，”研究的主要作者、UBC的博士后研究员阿比谢克·索尼（Dr. Abhishek…

研究人员开发了仿生水凝胶，利用阳光将水分解为氢和氧。这些水凝胶具有聚合物网络，使能量转化成为可能，代表了一种创新的可再生氢能生产方法。这项工作强调了基于聚合物的系统如何能改变可持续能源的生成。 模仿植物如何将阳光转化为能量一直是科学家在追求可再生能源选项时的长期目标。人工光合作用旨在通过利用阳光启动化学反应来模仿自然的方式，从而实现清洁能源的生产。直到现在，创建能像自然光合作用那样无缝工作的合成系统一直是一个巨大的挑战。 最近，来自日本先进科学技术研究所（JAIST）和东京大学的一个团队开发了一种尖端的仿生水凝胶，能够通过阳光驱动的反应从水中生成氢和氧。这一创新可能会对清洁能源格局产生重大影响，考虑到氢作为未来燃料来源的潜力。氢生成的进展与其他清洁能源解决方案并驾齐驱，例如太阳能光伏和通过电解水生产氢气。与这些依赖外部能源的方法不同，这种水凝胶系统直接利用阳光分解水，可能提高效率并降低成本。他们的研究结果已在线发表在《化学通讯》上。 研究小组在副教授大木义示博士的带领下，与JAIST的博士生萩原怜那和东京大学的吉田亮教授一起，创造了这些具有高度组织化聚合物网络的水凝胶，旨在促进电子转移，这对于将水分解为氢和氧是至关重要的。这些水凝胶注入了诸如钌配合物和铂纳米粒子等功能分子，这些分子相互协作，模拟自然的光合作用过程。 大木教授解释说：“主要挑战是将这些分子排列成可以实现有效电子转移的方式。使用聚合物网络帮助我们避免了合成光合作用系统中常见的分子聚集问题。”…

生物工程师创建了一种计算方法，以从大量生物数据集中提取有价值的见解。他们的研究成功解码了决定免疫系统如何应对结核病疫苗和感染的相互作用。 在过去的二十年里，技术的进步使科学家能够收集大量的生物数据。在基因组学、转录组学、蛋白质组学和细胞计数等领域的大规模研究可以从细胞或多细胞系统中产生巨量的数据。 然而，解释这些数据可能具有挑战性，特别是在分析免疫系统面对外来病原体时发生的复杂系统中的相互作用序列时。 麻省理工学院的生物工程师们现在推出了一种新的计算策略，以从这些数据集中提取深入的信息。通过采用这一新技术，他们能够解开一系列决定免疫系统如何应对结核病疫苗接种和感染的相互作用。 根据道格拉斯·劳芬堡（Douglas…

研究人员探讨了用于钙钛矿太阳能电池中经济实惠材料的内部特性，这些材料因其令人印象深刻的效率而日益受到欢迎。他们利用电子自旋共振（ESR）技术在微观层面研究这些材料。研究结果阐明了尽管局部电荷迁移率较高，设备性能依然较差的原因，为开发更好的太阳能电池提供了重要信息。 来自筑波大学的研究人员研究了用于钙钛矿太阳能电池的低成本材料的内部特性，这些材料以其高效率而闻名，使用电子自旋共振（ESR）进行微观分析。他们的研究结果揭示了设备效率下降的原因，尽管具有高局部电荷迁移率，且为改进太阳能电池的创造提供了宝贵的见解。 钙钛矿太阳能电池因其卓越的光电转换能力而作为一种有前景的太阳能技术而受到关注。然而，一种广泛使用的空穴传输材料2,2',7,7'-四（N,N-二对甲氧基苯胺）-9,9'-螺双苯 (spiro-OMeTAD) 存在缺陷，包括合成过程复杂和成本高。为了解决这些挑战，研究人员创造了N3,N3,N11,N11-四（4-甲氧基苯基）[1,4]苯并噁嗪[2,3,4-kl]苯噁嗪-3,11-二胺（HND-2NOMe），这是一种经济且易合成的空穴传输材料。HND-2NOMe分子具有准平面结构，允许一维重叠对齐，从而增强电荷传输。尽管显示出高电荷迁移率，使用HND-2NOMe的钙钛矿太阳能电池仍面临性能问题，包括电流较低，这些原因尚待澄清。…

材料科学家现在能够利用广泛存在的矿物知识和关于地震和雪崩的确立统计数据来评估具有挑战性的环境因素如何影响用于先进太阳能电池板、地质碳捕获以及建筑、道路和桥梁等基础设施中材料的劣化和故障。 材料科学家现在能够利用广泛存在的矿物知识和关于地震和雪崩的确立统计数据来评估具有挑战性的环境因素如何影响用于先进太阳能电池板、地质碳捕获以及建筑、道路和桥梁等基础设施中材料的劣化和故障。 一项由伊利诺伊大学香槟分校与桑迪亚国家实验室和巴克内尔大学合作进行的最新研究显示，施加于长石云母表面的应力导致的变形受该矿物的表面条件影响，并遵循与地震和雪崩相似的统计模式。 这项研究的发现详细记录在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。…

最近对依赖于天气相关可再生能源（WD-RESs）如太阳能和风能的电网稳定性的调查提供了令人鼓舞的见解，各国正在努力实现气候排放目标。研究结果表明，在美国，WD-RESs大规模集成的电网通常经历的停电情况较轻。 最近对依赖于天气相关可再生能源（WD-RESs）如太阳能和风能的电网稳定性的调查提供了令人鼓舞的见解，各国正在努力实现气候排放目标。研究结果表明，在美国，WD-RESs大规模集成的电网通常经历的停电情况较轻。 这项研究最近发表在《自然能源》杂志上，利用了2001年至2020年间美国的停电数据，但这些见解对任何采用以WD-RESs为主电源的电网的国家都具有相关性。 例如，2023年爱尔兰的电力中38.9%来自可再生能源，预计到2030年这一比例可能超过70%。 在全球能源转型过程中，可再生能源生产的波动性一直广泛讨论，但WD-RESs与停电之间的关系仍然是一个有争议的话题。…

超固体代表了一种新型的量子物质类别，这是一个最近被揭示的概念。这种物质状态可以在超冷的偶极量子气体中人工创建。一支由因斯布鲁克大学的物理学家弗朗切斯卡·费尔莱诺领导的研究团队，现已确定了超流体性的一项关键特征，这在之前仅在理论上被观察到：量子涡旋的存在，当系统旋转时产生。他们发现这些超固体中的微小量子涡旋表现出意想不到的行为。 物质同时表现为固体和超流体的概念可能看起来不可能。然而，早在50多年前，科学家们就理论上推测量子力学可以实现这样的状态，其中一组不可区分的粒子可以同时表现出看似相反的特性。弗朗切斯卡·费尔莱诺来自因斯布鲁克大学实验物理系和奥地利科学院量子光学与量子信息研究所（IQOQI），她解释道：“这就像薛定谔的猫，存在于两种状态——活着和死去；同样，超固体既坚固又流动。”尽管研究人员准确地可视化了提供超固体“固体”方面的晶体结构，但超流体的特性却更加难以捉摸。对超流体行为的研究包括考察相干性和无间隙金石模式，但量子涡旋的直接证明——超流体性的重要特征——却难以获得。 在一个重要的进展中，科学家们现已成功检测到在旋转的二维超固体中存在量子涡旋。这标志着对超固体内无旋超流动的长期追寻的验证，并代表着对调制量子物质探索的重要进展。 复杂的实验 研究团队将理论模型与先进的实验技术相结合，以工程化和研究偶极超固体中的涡旋，这项任务证明是极其困难的。因斯布鲁克团队在2021年之前创造了第一个持久的二维超固体，在超冷的铒原子气体中实现了里程碑式的成就——这本身就是一个复杂的挑战。“随后的目标是寻找一种方法来激发超固体而不破坏其微妙状态，这需要更高的精度，”通讯作者埃娃·卡索蒂说。研究人员利用理论见解指导的高精度方法，施加磁场仔细地旋转超固体。与液体不同，液体不会均匀旋转，这种搅拌导致了量子涡旋的出现，这些涡旋作为超流体性的标志。弗朗切斯卡·费尔莱诺评论道：“这一成就显著增强了我们对超固体独特属性及其在量子物质中潜在用途的理解。”…

研究人员现在发现，石墨烯的不同物理改变，如层叠和扭曲，如何影响其光学特性和电导率。 石墨烯以其比钢轻和比铜更导电著称，是电导纳米材料中的顶尖竞争者，正在被探索用于众多技术应用。 科学家们正在深入研究这种显著的碳形式，它由一层平坦的碳原子组成，原子以重复的六边形模式排列。 来自佛罗里达州立大学物理系和国家高磁场实验室的一个团队发表了新的研究，揭示了对石墨烯进行不同物理操作如何影响其光学特征和电导率。它们的研究结果发表在《纳米快报》期刊上。 在助理教授Guangxin…

科学家们开发了一种机器人，可以通过观察人类学习清洁水槽等任务。一个专门设计的带有传感器的海绵被用来演示清洁是如何进行的。得益于复杂的机器学习系统，这个机器人学习如何执行这些任务，并能将这些知识应用于清洁各种类型的水槽。 机器人旨在为我们处理平凡或不受欢迎的任务。然而，像浴室清洁这样的工作在自动化方面存在挑战。我们如何编程一个机器人手臂去到水槽的每一个角落？如果水槽的边缘形状奇特呢？应该施加多少压力，在哪里施加？ 创建详细的固定指令来解决这些问题需要大量时间。相反，维也纳科技大学的研究人员选择了一种不同的方法：人类多次向机器人演示清洁过程。一个专门装备的海绵被用来清洁水槽的边缘。通过观察人类的动作，机器人学习如何清洁，并能根据不同形状的表面调整此知识。这些发现最近在阿布扎比举办的IROS 2024会议上分享。 清洁、打磨、抛光…

计算机科学专家推出了一种新的众包系统，显著减少了从几小时到仅仅几秒钟映射野火所需的时间。这个创新系统利用了一种低成本手机网络，这些手机安装在容易发生火灾的地区的财产上。在基于计算机的模拟中，名为FireLoc的系统能够在距离火灾起始点3000英尺的地方检测火焰，并准确绘制180英尺内的野火。 2023年夏威夷拉海纳发生的毁灭性野火造成100多人遇难，烧毁了毛伊岛6500英亩的土地，例证了野火扩散的速度有多快，复杂化了有效的响应工作，导致了巨大的损失。 技术能否为野火提供更早的警报？答案也许就在你的口袋里：你的手机。 南加州大学的研究人员创造了一种新的众包机制，将野火映射时间大幅缩短，从几小时降至几秒钟。这是通过在易发生火灾的区域内战略性地布置一系列低成本移动电话而实现的。模拟结果显示，FireLoc能够在距离3000英尺外识别火焰，并以惊人的精度绘制火灾位置，准确到火灾起源的180英尺以内。 快速检测野火…