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2017年发生的一次太阳风事件撞击了木星并压缩了其磁层，形成了一个覆盖木星一半周长的热区域。 一波巨大的太阳风首次被探测到，它压缩了木星的保护泡。 雷丁大学的科学家发现了2017年的一次太阳风事件，它撞击了木星并压缩了其磁层——这是由行星的磁场形成的保护泡。这形成了一个热区域，覆盖木星一半的周长，温度超过500°C——远高于典型的350°C大气背景温度。 今天（4月3日，星期四）在《地球物理研究快报》上发表的一项新研究首次描述了科学家们现在认为每个月有2-3次撞击木星的太阳爆发。 雷丁大学研究的首席作者詹姆斯·奥多诺休博士说：“我们从未捕捉到木星对太阳风的反应——它改变了行星大气的方式是非常意外的。这是我们在任何外部世界上首次看到这样的现象。”…

研究人员扩展了直接从空气中提取二氧化碳（CO2）的碳捕获技术的潜力，证明了有多种合适且丰富的材料可以促进直接空气捕获。研究人员提出了新的低成本材料，以便在根据当地空气的湿度内容来捕获和释放CO2时实现湿度波动，称其为“CO2捕获最有前途的方法之一”。 西北大学的研究人员扩展了直接从空气中提取二氧化碳（CO2）的碳捕获技术的潜力，证明了有多种合适且丰富的材料可以促进直接空气捕获。 在周四（4月3日）即将发表的期刊《环境科学与技术》论文中，西北大学的研究人员提出了新的低成本材料，以便在根据当地空气的湿度内容来捕获和释放CO2时实现湿度波动，称其为“CO2捕获最有前途的方法之一”。 大气中的CO2持续增加，尽管全球范围内在减少碳废物方面采取了大量努力，但预计在未来几十年内仍将上升。探索如何有效且经济地从空气中封存过量CO2的想法可以通过抵消来自航空和农业等地方化高度困难的行业的排放来弥补不足。 湿度波动直接空气捕获（DAC）利用湿度变化捕获碳，将是应对气候变化的全球战略的核心，但由于以前普遍使用的离子交换树脂等工程聚合物材料，其可扩展性受到限制。研究小组发现，通过采用可持续、丰富和廉价的材料——通常可以从有机废物或原料中获得——来降低DAC技术的成本和能源使用，使其更加经济和可扩展。…

一种新的风力涡轮机叶片回收方法，无需使用苛刻的化学药品，成功回收了高强度的玻璃纤维和树脂，使华盛顿州立大学的研究人员能够重新利用这些材料，制造出更强的塑料。该创新提供了一种简单且环保的回收风力涡轮机叶片的方法，以创造有用的产品。 一种新的风力涡轮机叶片回收方法，无需使用苛刻的化学药品，成功回收了高强度的玻璃纤维和树脂，使华盛顿州立大学的研究人员能够重新利用这些材料，制造出更强的塑料。 该创新提供了一种简单且环保的回收风力涡轮机叶片的方法，以创造有用的产品。 该研究团队在《资源、保护和回收》期刊上报告称，他们将通常用于风力涡轮机叶片的轻质材料——玻璃纤维增强聚合物（GFRP）切割成约两英寸大小的块状。随后，他们将这些块状物浸泡在低毒有机盐与加压超热水的混合液中约两个小时，以分解材料。然后，他们重新利用其成分制造出更强的塑料。 “这项技术的效果非常好，尤其是考虑到我们所应用的温和条件，”曾是机械与材料工程学院研究生的程浩说，他是该论文的一位共同第一作者。“溶剂为绿色溶剂，温度也适合这个目的。”…

一项关于氢气产生细菌的基因组研究揭示了全新的基因簇，能够产生大量氢气。 一项关于氢气产生细菌的基因组研究揭示了全新的基因簇，能够产生大量氢气。 弧菌科是一类以生物发光而闻名的海洋细菌，但同时，它们中还包括著名的霍乱病原体，这使它们声名狼藉。虽然弧菌科在生物燃料生产中并不具备吸引力，但这个家族的另一个独特特征——通过发酵将一种称为甲酸的物质分解为二氧化碳和氢气来产生大量氢气的能力——现在已成为绿色能源的潜在解决方案。 目前，包括北海道大学水产科学系的佐波智夫教授、印度国家跨学科科学与技术研究所的拉梅什·库马尔·纳塔拉扬，以及巴西里约热内卢联邦大学的法比亚诺·汤普森在内的团队，已利用基因组测序调查了这一生化壮举背后的机制。他们的研究成果发表在《当前微生物学》杂志上。 研究人员调查了所有16种已知的弧菌科物种，这些物种常与深海动物形成共生关系。他们专注于Hyf型甲酸氢酶（FHL）基因簇的序列和结构。这个基因簇中的氢化酶催化甲酸分解为氢气和二氧化碳。这个复合体也在大肠杆菌中发现，而这种细菌通过发酵能够产生氢气，但产生的量远低于弧菌科。…

研究人员对银河系内一个恒星团的“声音”进行了调查，揭示了一种新的技术，供天体物理学家探测宇宙并了解更多其演化的信息。 由新南威尔士大学悉尼校区（UNSW Sydney）研究人员领导的一项研究揭示了一个距离我们2700光年的恒星团通过它们发出的“声音”展现的演化阶段。这一发现将使科学家能够绘制银河系和其他星系的历史，从而加速天体物理学领域的知识。 克劳迪娅·雷耶斯（Dr Claudia…

同样附着在宇航员靴子上的尘土，可能有一天会点亮他们的灯。研究人员创造了一种由模拟月球尘埃制成的太阳能电池。这些电池高效地将阳光转化为能量，能够抵御辐射损害，并减少将重物运输到太空的需求，提供了一个应对太空探索最大挑战之一的潜在解决方案：可靠的能源来源。 “目前在太空中使用的太阳能电池非常惊人，效率达到30%甚至40%，但这种效率是有代价的，”德国波茨坦大学的首席研究员费利克斯·朗说。“它们非常昂贵，并且相对笨重，因为它们用玻璃或厚箔作为覆盖物。将所有这些电池送入太空是很难合理化的。” 朗的团队没有从地球上搬运太阳能电池，而是寻找可以在月球上获得的材料。他们的目标是用从月球表土（即月球的松散岩石表面碎片）制作的玻璃替代地球制造的玻璃。仅这一改变就可能将飞船的发射质量减少99.4%，削减99%的运输成本，使长期的月球定居更加可行。 为了测试这一想法，研究人员将一种旨在模拟月球尘埃的物质熔化成月球玻璃，并用它构建了一种新型太阳能电池。他们通过将月球玻璃与钙钛矿配对来制造电池，钙钛矿是一类成本更低、制造更简单且在将阳光转换为电能方面效率极高的晶体。对于每克发送到太空的材料，新面板产生的能量是传统太阳能电池的多达100倍。 “如果你将重量减少99%，你就不需要超高效率的30%太阳能电池，你只需在月球上制造更多的电池，”朗说。“此外，我们的电池对辐射的稳定性更强，而其他电池会随着时间的推移而降解。”…

一个国际团队将两种实验室合成的材料融合成一个曾被认为不可能存在的合成量子结构，产生了一种预期将提供洞见的新奇结构，这些洞见可能会导致量子计算核心的新材料的出现。 由罗格斯大学纽布朗斯维克分校的研究人员领导的国际团队将两种实验室合成的材料融合成一个曾被认为不可能存在的合成量子结构，产生了一种预期将提供洞见的新奇结构，这些洞见可能会导致量子计算核心的新材料的出现。 这项工作在《纳米快报》期刊的封面故事中描述，解释了四年的持续实验如何导致了一种设计和构建由不同原子层组成的独特微小三明治的新方法。微观结构的一层由钇铝石榴石组成，这是一种无机化合物，主要用于核反应堆中捕获放射性材料，并且能够包含难以捉摸的磁单极粒子，而另一层由钇铝铁矿石组成，这是一种新型的磁半金属，主要在当今实验研究中使用，因其独特的电子、拓扑和磁性属性。 单独来看，这两种材料常常被认为是“难以实现”的材料，因为它们独特的性质挑战了对量子物理的传统理解。 这种新奇三明治结构的构建为科学探索奠定了基础，探索原子尺度上材料相遇的区域，也就是所称的接口。…

长久以来，科学家认为在宇宙早期只能观察到主动星系形成的星系。詹姆斯·韦布太空望远镜现已揭示，星系比预期更早停止形成恒星。由日内瓦大学（UNIGE）天文学家领导的国际团队最近的发现加深了宇宙演化理论模型与实际观察之间的紧张关系。在通过韦布计划RUBIES获得的数百个光谱中，团队发现了一颗创纪录的星系，该星系在星系通常快速增长的时期就已停止形成恒星。这项研究发表在《天体物理学杂志》上。 在早期宇宙中，典型的星系从周围的星际介质中吸积气体，并将这些气体转化为恒星。这一过程增加了星系的质量，导致更高效的气体吸积和加速的恒星形成。然而，由于天文学家所称的“抑制”过程，星系不会无限增长。 在当地宇宙中，约一半的观察到的星系已经停止形成恒星——它们已经抑制并停止增长。天文学家将它们称为静止、被抑制或“红色和死亡”的星系。它们看起来是红色的，因为它们不再包含年轻、明亮的蓝色恒星——只有较老、较小的红色恒星存留下来。 在大型星系中，静止星系的比例尤其高，通常观察到它们具有椭圆形态。形成这样的红色和死亡星系通常需要很长时间，因为它们必须首先积累大量恒星，直到恒星形成过程最终关闭。到底是什么导致星系的抑制仍然是一个主要的难题。“在早期宇宙中找到大型静止星系（MQG）的首次实例是至关重要的，因为这为它们可能的形成机制提供了线索，”UNIGE科学学院天文学系副教授、论文的共同作者Pascal Oesch说道。因此，寻找此类系统多年来一直是天文学家的主要目标。…

应用物理学家创建了一种光子路由器，可以连接到量子网络，以创建对噪声敏感的微波量子计算机的稳健光学接口。 哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院的应用物理学家们创造了一种光子路由器，可以接入量子网络，以创建对噪声敏感的微波量子计算机的稳健光学接口。 这一突破是未来实现模块化、分布式量子计算网络的关键一步，这些网络利用现有的电信基础设施。今天的光纤网络由数百万英里的光纤组成，以光脉冲或光子的形式在全球信息计算集群之间传递信息，速度之快令人瞩目。 由Marko Lončar领导，他是SEAS的电气工程与应用物理学的Tiantsai…

化学家报告说，辐射诱导的化学反应可能有助于减缓新型熔盐冷却核反应堆中金属的腐蚀。高温和电离辐射在核反应堆内部创造了极其腐蚀的环境。为了设计耐用的反应堆，科学家们必须了解辐射诱导的化学反应如何影响结构材料。美国能源部（DOE）布鲁克海文国家实验室和爱达荷国家实验室的化学家最近进行了实验，表明辐射诱导的反应可能有助于减缓新型熔盐冷却反应堆中金属的腐蚀。他们的研究结果发表在《物理化学化学物理》期刊上。 “熔盐反应堆是一种新兴技术，能够更安全、可扩展地生产核能。这些先进的反应堆能够在比传统水冷反应堆技术更高、更高效的温度下运行，同时维持相对常温压力，”布鲁克海文实验室的杰出化学家和这一研究的领导者詹姆斯·威夏特解释道。 与水冷反应堆不同，熔盐反应堆使用完全由正负离子构成的冷却剂，这些离子只有在高温下才保持液态。这类似于将食盐晶体熔化，直到其流动而不添加任何其他液体。 “为了确保这些新反应堆的长期可靠性，我们必须了解熔盐在辐射环境中如何与其他元素相互作用，”威夏特说。 科学家们特别关注追踪铬，这是一种常用于提议的熔盐核反应堆金属合金中的成分。…

研究人员开发了一种创新的方法来研究材料中的超快磁性。他们展示了磁场阶跃的生成和应用，在这种情况下，磁场在皮秒内被开启。 马普物质结构与动态研究所（MPSD）的研究人员开发了一种创新的方法来研究材料中的超快磁性。他们展示了磁场阶跃的生成和应用，在这种情况下，磁场在皮秒内被开启。 磁场对于控制材料的磁化至关重要。在静态或缓慢变化的条件下，材料的磁化与外部场对齐，像指北针一样。然而，当磁场在超快时间尺度上变化时——比材料的响应时间还要快——全新的磁化动力学便会出现。这些快速的瞬态现象对非平衡态物质的基础研究和下一代磁记忆的潜在应用具有重要意义，后者对更快的写入速度至关重要。 为了解决这个挑战，研究小组设计了一种新型超导设备，能够产生超快的单极磁场阶跃——在皮秒级上升和超纳秒级衰减时间内发生的突发磁变化。“我们的目标是创建一种通用的超快刺激，可以在稳定的磁态之间切换任何磁性样品，”首席作者乔瓦尼·德·维基说。“这一突破可能推动基础科学和技术的发展。” 利用超导体进行超快磁场阶跃…

监测城市植物健康传统上需要大量的人工劳动和植物学专业知识，这给面临绿色空间扩展、高人口密度和对植物威胁增加的城市带来了挑战。现在，研究人员开发了“植物医生”，这是一种基于人工智能的工具，可以彻底改变植物健康监测。该系统可以在城市视频镜头中跟踪单个叶子，并准确量化来自害虫和疾病的损害，从而实现可扩展、非侵入性的城市植物管理。 城市树木和植物不仅美化城市景观。它们净化空气，减少城市热岛效应，提供休闲空间，甚至提升房产价值。作为可持续城市生态系统的基本组成部分，植物默默地为我们的福祉做出了贡献。然而，城市树木面临许多威胁，包括害虫、疾病和气候变化，因此保持它们的健康至关重要。 城市绿化监测传统上是一项非常依赖劳动的过程，需要植物学专业知识和相当的资源。随着世界范围内城市的扩展和城市环境变得更加复杂，跟踪植物健康变得更加困难。人工智能（AI）能否解决这个挑战呢？ 在一项最新研究中，来自早稻田大学生命科学与医学生物科学系的梅津教授实验室和龙谷大学农业系的潮岐教授实验室的联合研究团队开发了一种创新的基于人工智能的植物健康监测解决方案。他们的论文于2025年2月22日在线发表在期刊《测量》上，并将在2025年5月31日出版的249卷中发表。这项研究介绍了“植物医生”，这是一种混合型人工智能系统，通过普通相机捕捉的视频自动诊断城市树木健康。“机器视觉技术，如分割，在医学领域有着广泛的应用。我们希望将这一技术推广到其他领域，如植物健康，”第一作者马尔凯斯解释了他们的动机。 植物医生结合了两种先进的机器视觉算法——YOLOv8和DeepSORT——以识别和跟踪视频帧中的单个叶子。这些算法的目标是确保为每个叶子选择的图像都是最佳的，以便进行进一步处理。然后，另一种称为DeepLabV3Plus的算法进行详细的图像分割，以准确量化叶子损伤。该系统可以自动检测单个叶子上的病变区域，例如由细菌、害虫和真菌造成的斑点。…