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科学家们创建了一种模型，可以通过对电池性能数据利用机器学习技术来预测高能量密度锂金属电池的使用寿命。该模型通过检查电池的充电、放电和电压松弛数据，成功预测了电池的长寿命，且不需要对特定的降解过程做出任何假设。这种方法有望提高依赖锂金属电池的设备的安全性和可靠性。 NIMS和软银公司合作开发了一种模型，可以通过对电池性能数据应用机器学习技术来预测高能量密度锂金属电池的使用寿命。该模型展示了通过分析电池的充电、放电和电压松弛数据，准确估计电池长寿命的能力，而无需假设任何特定的降解机制。这种方法预计将显著提高使用锂金属电池的设备的安全性和可靠性。 锂金属电池相较于目前可用的锂离子电池，具有提供更高能量密度的潜力。因此，对于其在各种技术中的应用，如无人机、电动车和家用能源储存系统，人们寄予厚望。2018年，NIMS和软银公司启动了NIMS-软银先进技术开发中心。自那时以来，他们在高能量密度可充电电池的研究上进行了合作，涉及移动电话基站、物联网设备和高空平台站（HAPS）等多种应用。 此前，有报道称一种锂金属电池的能量密度超过300 Wh/kg，并且保持超过200次充放电循环的使用寿命。然而，安全实施像这样的高性能锂金属电池将需要创建能够可靠预测其使用寿命的技术。锂金属电池的降解过程比传统锂离子电池复杂，并且对其全面理解仍然缺乏，使得使用寿命预测模型的开发成为一项重大挑战。…

寻找下一个创新的聚合物始终是一项艰巨的任务，但研究人员现在正在利用人工智能（AI）来彻底改变这一领域。 一些知名的聚合物如尼龙、特氟龙和凯芙拉已经对我们的世界产生了重大影响。从特氟龙涂层的炊具到3D打印的进步，聚合物在改善各种提升我们日常生活的系统中至关重要。 尽管识别下一个革命性聚合物面临挑战，乔治亚理工学院的研究人员正在利用人工智能（AI）来影响这个领域的未来。由兰皮·兰普拉萨德（Rampi Ramprasad）领导的团队正在开发和修改AI算法，以加速新材料的发现。 今年夏天，《自然》杂志系列发布的两篇论文突出展示了源自多年基于AI的聚合物信息学研究的显著成就。第一篇论文发表在《自然材料评论》上，介绍了在为能源存储、过滤技术和可回收塑料等关键应用设计聚合物方面的最新进展。第二篇论文在《自然通讯》中探讨了AI算法如何发现专注于静电能源存储的新类别聚合物，并成功进行了所设计材料的实验室合成和测试。…

今天，各种商业工具在识别机器生成文本方面拥有令人印象深刻的能力，声称准确率高达99%。但这些说法是否过于乐观？RAID（强健人工智能检测基准）表明，许多现有的检测器容易被误导，从而设定了AI检测的一个新的挑战性标准。 在过去的四年里，机器生成的文本巧妙地欺骗了人类。自2019年GPT-2问世以来，大型语言模型（LLM）在创作各类书面内容方面显著提升，包括故事、新闻文章和学生论文。因此，人们越来越难以认出他们所接触的文本是由机器生成的。虽然这些LLM可以帮助节省写作过程中的时间并增强创造力，但它们的能力也可能导致滥用和不良影响，这些影响已经在各种信息空间中显现出来。检测机器生成文本的挑战进一步加剧了相关风险。 研究人员和企业为了增强检测能力，采用的一种方法是利用机器学习模型。这些模型能够识别细微的语言模式和语法结构，以区分LLM生成的内容，从而超越人类的判断。 尽管许多商业检测器声称在识别机器生成文本方面拥有卓越的成功率，并声称准确率为99%，但这些说法可能并不如看起来那样可靠。计算机与信息科学系的教授Chris Callison-Burch和他的小组的博士生Liam…

当全球大流行迫使前研究生德文·博兰德（Devon Boland）博士从实验室工作转变为计算机研究时，他发现广泛研究的物种波罗科科斯·布劳尼（Botryococcus braunii）存在显著差异——意识到这不仅仅是一种物种，而是三种不同的物种。 波罗科科斯·布劳尼（Botryococcus braunii）最初在19世纪中叶被识别。由于其进行光合作用的能力，它被归类为植物，并且它显著生成大量可以作为可再生能源的碳氢化合物。…

街道的结构和建筑的布局在决定城市抵御严重洪水的能力方面起着至关重要的作用，随着气候变化，这种洪水变得越来越频繁。研究人员正在像物理学家分析复杂材料系统中的组成部分一样审查建筑和城市元素。这种视角促成了一种新的城市洪水风险建模方法，为不同城市之间洪水危险的变化提供了有价值的见解。 全球各地的城市由于气候变化和城市化加速导致的更强烈的暴风雨，面临着加剧的洪水问题。加州大学欧文分校的最新研究表明，城市的布局，特别是建筑密度和邻里内部的街道网络，影响洪水的严重性。 在今天发表在《自然通讯》上的一项研究中，加州大学欧文分校土木与环境工程系的专家们运用统计力学创建了一个新公式，帮助城市规划者评估与土地开发变化相关的洪水风险。 加州大学欧文分校土木与环境工程系的副教授、材料科学与工程系的联合教职人员穆罕默德·贾瓦德·阿卜杜尔霍塞尼·库米指出，他和他的团队从研究复杂系统的物理学研究者那里汲取灵感，如无序多孔固体和复杂流体，开发了可以明确城市之间洪水风险差异的普遍理论。 “利用统计力学使我们能够创建一个能够在全球范围内预测邻里级别洪水危险的分析模型，”库米解释说。“我们可以探讨不同城市之间洪水危险的变化。我们开发的平台展示了城市形态、洪水损失和极端降雨事件之间的相关性。”…

新的研究利用了瑞士欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）中的一个退役束管段，使研究人员在测试磁单极子存在的潜力方面更进一步。这些发现为当前关于磁单极子存在的限制提供了最严格的依据，增强了我们对这些神秘粒子的理解。 来自诺丁汉大学的一个研究团队与国际小组合作，设定了迄今为止对磁单极子存在的最强限制，从而扩展了围绕这些难以捉摸的粒子的知识。他们的研究结果今天发表在《物理评论快报》上。 在粒子物理学领域，磁单极子是一种理论上的基本粒子，行为上类似于只有一个磁极（要么是没有南极的北极，要么是没有北极的南极）的孤立磁体。 研究的首席理论家、诺丁汉大学物理与天文学系的多萝西·霍奇金研究员奥利弗·古尔德表示：“是否有可能存在仅具单一磁极的粒子——无论是北极还是南极？这一引人入胜的想法已被像皮埃尔·居里、保罗·狄拉克和约瑟夫·波尔钦斯基等著名物理学家探索，并且仍然是理论物理学中最有趣的谜团之一。证明这些粒子的存在将彻底改变物理学，但目前的实验努力尚未取得任何结果。” 研究人员将他们的调查集中在LHC的一个退役束管段上，该段由多极子和异物探测器（MoEDAL）实验的物理学家监测。他们研究了一段铍束管，该束管位于紧凑微子线圈（CMS）实验的粒子碰撞点。此管道经历了数不清的超高能离子碰撞所产生的辐射，这些碰撞发生在仅几厘米的距离内。…

莱斯大学的研究人员推出了一种名为闪光内闪光焦耳加热（FWF）的突破性技术。这种创新方法有望彻底改变高质量固态材料的制造过程，使其更加清洁、快速和可持续。研究结果于8月8日发布在《自然化学》上。 莱斯大学詹姆斯·图尔教授的实验室开发了一种新方法，称为闪光内闪光焦耳加热（FWF），这种方法可能会改变高质量固态材料的合成，提供更清洁、更快速和更可持续的制造过程。研究结果于8月8日发布在《自然化学》上。 合成固态材料传统上是一个漫长且耗能的过程，往往导致有害废物的产生。然而，FWF技术允许在几秒钟内以克级快速生产各种化合物，能源消耗、水资源使用和温室气体排放减少超过50%。这为环保制造设立了新的基准。 这项新研究建立在图尔2020年的早期工作基础上，该工作侧重于利用闪光焦耳加热进行废物管理和增值回收。这种方法涉及通过一个中等电阻的材料传递电流，将其加热到超过3000摄氏度（超过5000华氏度），并将其转化为不同的物质。 “关键的见解是，之前我们仅限于闪光碳和少数其他导电化合物，”担任化学系T.T.和W.F.…

一个距离地球近8.7亿光年的光源显著减弱的现象支持了一组天体物理学家创建的精确模型，该组成员包括来自锡拉丘兹大学的埃里克·考夫林教授。 美国宇航局的哈勃、詹姆斯·韦伯以及钱德拉X射线天文台等先进望远镜为科学家们提供了探索太空遥远黑洞奥秘的机会。虽然黑洞以吸收所有光而闻名，但研究人员可以通过潮汐干扰事件（TDE）观察到它们。在潮汐干扰事件中，一颗恒星被超大质量黑洞撕裂，产生一个“光辉的吸积光焰”，提供了极为强烈的亮度。这些吸积事件可以比太阳亮数万亿倍，帮助天体物理学家即使在遥远的宇宙距离上也能研究超大质量黑洞（SMBH）。 当黑洞的强大引力将一颗恒星猛烈撕裂时，就会发生潮汐干扰事件。当这颗恒星被毁灭时，其残骸形成向黑洞螺旋回流的碎片流，产生一个非常热、明亮的物质盘，称为吸积盘。研究人员可以观察这些事件以直接研究潮汐干扰事件，并将他们的发现与理论模型进行比较，以将观察结果与被扰动恒星及其黑洞的性质联系起来。 来自锡拉丘兹大学、麻省理工学院（MIT）和太空望远镜科学研究所的物理学家们通过复杂建模，预测了被分类为重复部分潮汐干扰事件的AT2018fyk的亮度变化。在这种情况下，恒星的致密核心在与超大质量黑洞的遭遇中幸存，允许其围绕黑洞轨道运动并多次被撕裂。他们的模型准确预测出了AT2018fyk将在2023年8月减弱，这一预测在去年夏天光源变暗时得到了证实，展示了一种研究黑洞物理的新方法。他们的研究结果发表在《天体物理学杂志快报》中。 强烈的能量来源…

两位研究者在与一种新型“口哨波”相关的突破性发现中取得了重要成果，这是一种电磁波，能够将雷电的大量能量传输到地球的磁层中。 阿拉斯加费尔班克斯大学的研究人员发现了一种新型的“口哨波”，这种电磁波能够将可观的雷电能量转移到地球的磁层中。 这些发现详细记录在《科学进展》期刊中。 维卡斯·索恩沃尔卡（Vikas Sonwalkar）教授和阿马尼·雷迪（Amani…

5月11日，一场令人惊叹的极光展现让整个美国南部的观天者感到震惊。与此同时，在同一个周末，中西部的一台GPS引导的拖拉机未能到达其预定目的地。这两者之间有什么联系？它们都与一场异常强烈的地磁风暴有关，正如最近的研究所强调的。 根据最近发表的两项研究，副教授斯科特·英格兰（Scott England）与弗吉尼亚理工大学的研究团队共同撰写，所有这些都归因于独特而强大的地磁风暴。 “极光是通过质能的带电粒子与我们上层大气碰撞产生的，这受到了空间中多种元素（包括太阳活动）的影响，”英格兰说，他是凯文·T·克罗夫顿航空航天与海洋工程系的一名副教授。“在太阳地磁风暴期间，围绕地球的能量粒子显著增加，导致极光变得更加生动，并向通常没有观察到极光的地区（例如美国48个州）扩展其可见性。” 英格兰和他的研究团队使用NASA的GOLD仪器监测了5月11日的气象事件。他们发现这是过去20年中记录到的最强地磁风暴。最近，他们的发现详细记录在期刊《地球物理研究快报》的两项不同研究中，两者都包括了英格兰的贡献。第一项研究由科罗拉多大学博尔德分校的迪帕克·卡兰（Deepak…

导致6600万年前恐龙灭绝的那颗小行星很可能起源于我们太阳系的外部区域。来自科隆大学的研究人员领导了一项国际调查，追踪大约6600万年前与地球相撞的这块巨大岩石的起源，造成了显著的气候变化。他们研究了代表白垩纪和古新世之间界限的岩层样本，这一界限与地球上最后一次重大大灭绝相吻合，当时大约70%的动物物种消失。发表在《科学》杂志上的研究结果表明，这颗小行星是在太阳系早期发展阶段形成的，位于木星轨道之外。 根据一个已建立的理论，白垩纪-古新世界限的质量灭绝事件是由一颗直径至少10公里的小行星引发的，该小行星在墨西哥尤卡坦半岛的奇克苏鲁布附近撞击地球。撞击时，小行星和大量地球物质被气化，产生的细灰尘散布到平流层中，阻挡了阳光，并极大地改变了地球的生存条件，导致光合作用停止了数年。 此次撞击产生的灰尘形成了一层全球范围内都能找到的沉积层，这就是为什么白垩纪-古新世界限可以在世界各地识别。这一层含有升高水平的铂族金属，这些金属归因于小行星，通常在地壳中非常稀有。 通过在科隆大学地质与矿物学实验室研究铂金属钌的同位素组成，研究人员得出的结论是，这颗小行星起源于外太阳系。“小行星的组成与在太阳系形成期间位于木星轨道之外形成的碳质小行星相符，”本研究的首席作者马里奥·费舍尔-戈德德博士解释道。 此外，从地球上不同年龄的其他陨石坑和撞击地点分析了钌的同位素组成以进行比较。这项研究揭示，在过去5亿年里，地球主要受到来自S型小行星的碎片撞击，这些小行星主要来自内太阳系。与白垩纪-古新世撞击不同，超过80%的到达地球的陨石碎片来自内太阳系。共同作者卡斯滕·门克教授评论道：“我们发现，像奇克苏鲁布这样的陨石撞击在地质历史中是极其罕见的事件。恐龙和许多其他物种的灭绝是由来自太阳系遥远角落的这一物体决定的。”

一种革命性的技术被引入，提升了热电材料的效率，这些材料对于将废热转化为电能至关重要。该技术通过改变材料的形状，使其类似于沙漏，突破了以往仅关注热电材料特性的研究。预计这种创新方法将在热电发电领域拥有广泛的应用。 由李光博主席领导的韩国国家研究基金会透露，一个由POSTECH的孙在成教授和乔治华盛顿大学的萨尼亚·勒布朗特共同指导的合作研究团队，成功创造了一种新的热电材料沙漏形状，这些材料之前仅限于立方形，采用了几何设计和3D打印技术。这种新结构极大地提高了发电效率。 热电技术利用热量产生电力，使其日益被视为一种可持续的能源来源。它可以将工厂、车辆发动机甚至人体热量产生的热量转化为电能。这项技术的核心依赖于固态热电半导体材料。历史上，热电发电机的研究优先关注热电材料的固有特性（称为ZT值）的增强。然而，即使ZT值有所进步，热电发电机的效率仍未达到日常使用的实用水平，这凸显了超越单纯材料增强的新方法的必要性。 研究团队在研究结果中说明，仅通过调整热电材料的形状和成分可以优化发电效率。通过实验八种不同的几何配置，包括传统的立方体形状和创新的沙漏设计，他们发现沙漏在各种发电条件下始终优于其他所有形状。此外，团队改进了其3D打印技术，创造出具有复杂形状的热电材料，形成高密度的微层缺陷，降低了热导率，同时将热电性能指数（ZT）提高到令人印象深刻的2.0，这是3D打印热电材料中记录的最高值。 根据实验，研究人员利用这八种不同结构构建了热电发电机，测量后发现，沙漏形状的发电机的运行效率比传统矩形发电机高出约3.6倍。…