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物理学家们开发了简化的公式，以量化强相关电子系统中的量子纠缠。他们的方法应用于纳米材料，揭示了意想不到的量子行为，并识别了近藤效应的重要量量。这些发现推动了对量子技术的理解。 曾被爱因斯坦描述为“远距离的异常作用”，量子纠缠在新研究结果的背景下可能看起来没有那么可怕。 大阪市立大学的物理学家开发了新的更简单的公式，以量化强相关电子系统中的量子纠缠，并将其应用于研究几种纳米尺度材料。他们的结果为具有不同物理特性的材料中的量子行为提供了新的视角，促进了量子技术的进步。 量子纠缠是一种独特现象，其中两个粒子在连接后，无论相隔多远，始终保持联系。这一基本特性在量子计算和量子加密等新兴技术中发挥着重要作用。 尽管在理解这一被称为“神秘现象”的过程中取得了显著进展，科学家们仍然发现自己陷入了其复杂性之中。…

最初在液体中漂浮粒子的背景下被描述的Lévy行走，已被发现可以准确地描述非常广泛的现象，从冷原子动力学到成群细菌的行为。现在，一项新的研究发现，在竞争的生物群体的运动中也存在Lévy行走：足球队。 寻找食物的信天翁、股市波动和种子在风中的扩散模式有什么共同点？ 它们都表现出一种称为Lévy行走的运动模式，这种模式的特点是短暂的局部运动与偶尔的长距离跳跃交替进行。对于生命体来说，这是一种在资源分布稀疏和未知时，平衡利用附近资源与探索新机会的最佳策略。 最初在粒子漂浮液体的背景下被描述，Lévy行走已被发现可以准确地描述非常广泛的现象，从冷原子动力学到成群细菌。现在，发表在《复杂性》杂志上的一项新研究首次在竞争生物群体的运动中发现了Lévy行走：足球队。“足球是一场关于资源稀缺的比赛：要赢得比赛，球队需要控球，而场上只有一个球，”研究的高级作者、OIST的具身认知科学单位负责人汤姆·弗勒斯教授说道。“因此，队员们以平衡探索与利用的方式移动是有道理的，确保他们不会在同一地点停留太久，同时在每个时刻增加他们获得球的机会。我们发现整个球队的行为完全一样。” 从液体中的粒子到场上的球员…

研究人员正在研究能够与真实肌肉相匹配的人工肌肉。他们现在开发了一种使用3D打印技术生产又软又有弹性、但又强大的结构的方法。未来，这些人工肌肉可能用于医学、机器人技术，以及任何需要在按一下按钮时移动的地方。 Empa研究人员正在研究能够与真实肌肉相匹配的人工肌肉。他们现在开发了一种使用3D打印技术生产又软又有弹性、但又强大的结构的方法。未来，这些人工肌肉可能用于医学、机器人技术，以及任何需要在按一下按钮时移动的地方。 人工肌肉不仅能让机器人移动：未来，它们可能支持人们在工作或步行时，或替代受伤的肌肉组织。然而，开发能够与真实肌肉相媲美的人工肌肉是一项重大技术挑战。为了与生物肌肉相匹配，人工肌肉不仅必须强大，而且还必须具有弹性和柔软性。人工肌肉的核心是所谓的驱动器：它们将电信号转化为运动的组件。驱动器用于任何需要按下按钮就能移动的地方，无论是在家中、汽车发动机中，还是在高度发达的工业厂房中。然而，这些硬质机械组件与肌肉之间仍然没有太多共同之处。 调和矛盾 来自Empa功能高分子实验室的研究团队正致力于由软材料制成的驱动器。现在，他们首次开发出一种利用3D打印机生产这些复杂组件的方法。这种被称为介电弹性驱动器（DEA）由两种不同的基于硅胶的材料组成：一种导电电极材料和一种非导电的介质。这些材料以层的形式相互交错。“这有点像交叉你的手指，”Empa研究员帕特里克·达纳尔（Patrick…

一项使用美国最大麦克风网络追踪鸟类的新研究为加利福尼亚锡拉利昂地区火灾易发森林的管理与恢复提供了重要见解。 科学家们发现了一种使用数千个麦克风追踪森林鸟类的新方法，帮助他们更好地保护加利福尼亚锡拉利昂山脉的野生动物和森林。这项研究今天发表在生态与环境前沿上，展示了新兴的生物声学技术如何增强野生动物监测和森林管理。 康奈尔大学鸟类学实验室的K. Lisa Yang保护生物声学中心的研究人员分析了在加利福尼亚锡拉利昂地区录制的超过70万小时的鸟类声音。该团队在1600个地点部署了麦克风，覆盖了大约6百万亩的锡拉利昂森林，以追踪包括猫头鹰和啄木鸟在内的10种重要鸟类，它们能反映森林的健康状况。…

一项新的研究引入了一种强大的工具，用于分析北方森林（在北美也称为“泰加”）的卫星图像，为这些重要生态系统的健康和动态提供了前所未有的洞察。 一项新的研究引入了一种强大的工具，用于分析北方森林（在北美也称为“泰加”）的卫星图像，为这些重要生态系统的健康和动态提供了前所未有的洞察。 这项研究由阿夫欣·阿米里、凯万·索尔塔尼和西尔维奥·何塞·古米尔，魁北克大学拉瓦尔校区土壤与农业食品工程系的科学家进行，由渥太华大学工程学院的副教授霍赛因·博纳克达里领导和监督，引入了“针叶指数”（NI），这是一种新颖的光谱指数，旨在从Landsat卫星图像中提取针叶林区域，精度惊人。 “每个物体都会发出光谱特征或独特的电磁辐射模式，揭示其成分，无论是植物、矿物还是人造结构。通过利用针叶树的独特光谱特征，我们现在能够以前所未有的准确性和细节追踪这些生态系统的变化，”博纳克达里教授解释道。 创新方法…

一项新的研究提出了一种引人注目的超地球和迷你海王星的形成模型——这些行星的大小是地球的1到4倍，且在我们的银河系中是最常见的行星。研究人员使用先进的模拟技术，提出这些行星源自于行星胚的不同环，提供了关于我们太阳系之外的行星演化的新见解。 莱斯大学的研究人员志田翔和安德烈·伊兹多罗（Andre Izidoro）进行的一项新研究提出了一种引人注目的超地球和迷你海王星的形成模型——这些行星的大小是地球的1到4倍，且在我们的银河系中是最常见的行星。研究人员使用先进的模拟技术，提出这些行星源自于行星胚的不同环，提供了关于我们太阳系之外的行星演化的新见解。这些发现最近发表在《天体物理学期刊快报》上。 几十年来，科学家们一直在争论超地球和迷你海王星是如何形成的。传统模型认为，行星胚——行星的微小构建块——在年轻恒星的盘面上广泛形成。但志田和伊兹多罗提出了一个不同的理论：这些物质可能在盘面的特定位置集中在狭窄的环中，使得行星形成比以往认为的更有序。 “这篇论文特别重要，因为它模拟了超地球和迷你海王星的形成，而这被认为是银河系中最常见的行星类型，”志田说，他是地球、环境和行星科学的博士后研究员。“我们的一个主要发现是，太阳系和系外行星系统的形成路径可能存在基本的相似性。”…

120多年前，亨利·厄内斯特·杜德尼提出了著名的切割问题，将一个三角形转变为一个正方形，切割成尽可能少的几块。在一项新的研究中，研究人员终于证明了原始解决方案只涉及四块的最优性，采用了一种新的证明技术。这种技术首次表明，可以证明切割问题解决方案的最优性。 1907年，英国作家和数学家亨利·厄内斯特·杜德尼提出了一个难题：任何等边三角形能否被切割成尽可能少的几块，以便拼合成一个完美的正方形？四周后，他提出了一个优雅的解决方案，展示了只需要四块。通过将第一种形状切割成若干块并重新排列它们来转变一种形状为另一种形状的过程被称为切割。切割中的一个关键挑战是最小化将一种多边形形状转变为另一种所需的块数，这一问题几个世纪以来一直引起数学家、谜题创作者和解答者的关注。 杜德尼的难题仍然是最著名的切割问题之一。切割问题不仅引起数学家的兴趣，而且在纺织设计、工程和制造等领域具有实际应用。自从杜德尼在120多年前首次提出他的解决方案以来，仍然有一个悬而未决的问题：是否有更好的解决方案，可以将三角形切割成少于四块的形式？ 在一项开创性的研究中，来自日本先进科学技术研究所（JAIST）的柳井龙平教授和镰田尚教授，以及麻省理工学院的埃里克·D·德梅因教授，终于回答了这个问题。他们证明了杜德尼的原始解决方案是最优的。“一个世纪后，我们终于通过证明等边三角形和正方形之间没有三块或更少多边形块的公共切割，解决了杜德尼的难题，”柳井教授说道。“我们使用了一种利用匹配图的新颖证明技术。”他们的研究于2024年12月5日发布在开放获取的arXiv存档上，并于2025年1月在第23届LA/EATCS-日本理论计算机科学研讨会上展示。 在他们的研究中，研究人员证明了一个关键定理：当禁止翻转切割块时，没有三块或更少的切割可在等边三角形和正方形之间进行。杜德尼的原始解决方案也没有涉及翻转。为此，研究人员首先通过分析问题的几何约束排除了两块切割的可能性。…

天文学家们回溯到宇宙形成不到3亿年时的时间。研究小组利用詹姆斯·韦布太空望远镜（JWST）揭示了银河系中一些非凡的事物：大量的氧气。 大学的天文学家们了解到一个令人惊讶的成熟星系，该星系在宇宙形成不到3亿年时存在 - 仅占其当前年龄的2%。 根据NASA的詹姆斯·韦布太空望远镜观测，研究人员表示，这个被称为JADES-GS-z14-0的星系在这个原始时代中亮度和化学复杂性超出预期。这为我们提供了对宇宙最早篇章的珍贵一瞥。…

一项研究团队开发了一种开创性的碳纤维生产新方法，同时大幅减少其能源足迹。 爱尔兰莱默里克大学的研究团队开发了一种开创性的碳纤维生产新方法，同时大幅减少其能源足迹。 莱默里克大学的研究者们正在领导一个项目，该项目开发了一种新方法来生产碳纤维，这是一种用于航空航天、风能、建筑和运输等行业的高成本轻量化材料。 CARBOWAVE项目采用了一种创新的等离子体和微波加热方法来制作碳纤维，取代传统的加热过程，并将能耗显著减少高达70%，同时保持材料性能。 所需能量的减少使得该过程更加环保，且成本更低。…

根据一项新研究，日本的混凝土结构捕获和储存了大约14%的水泥生产过程中释放的二氧化碳（CO2）排放。研究结果为抵消水泥生产的二氧化碳排放提供了重要见解，水泥生产大约占全球碳排放的8%。 一组日本研究人员发现，日本的混凝土结构 -- 包括建筑物和基础设施 --…

从海床上开采多金属结核可能导致显著而持久的生态变化——既包括被开采区域，表层沉积物及其生物群落与结核一同被移除的地方，也包括相邻的海底，开采过程中悬浮的沉积物重新沉降的地方。独立研究人员来自“MiningImpact”项目和德国联邦地球科学与自然资源研究所（Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe，BGR），他们监测了在东太平洋的克拉里昂-克利佩顿区进行的工业预原型结核收集器测试，并分析了悬浮沉积物羽流的传播以及沉积物在时空上的再沉积模式。他们的研究结果已在《自然通讯》（Nature…

尽管增强现实（AR）技术越来越受欢迎，但由于电池和电子元件的重量和体积，以及设备的计算能力、电池寿命和亮度不理想，AR可穿戴技术并未获得广泛的接受。近期，研究团队通过将能够生成合适投影AR图像的入射光角度从5度提高到20-30度，大幅提高了光接收AR眼镜的实用性。 国际科学家团队开发了增强现实眼镜，采用能够接收来自投影仪发射的图像的技术，解决了一些现有眼镜的局限性，例如重量和体积。该团队的研究将于2025年3月在法国圣马洛的IEEE VR大会上展示。 增强现实（AR）技术通过设备的取景器或电子显示屏，将数字信息和虚拟物体叠加在实际世界的图像上，近年来在热门游戏应用如《精灵宝可梦GO》以及教育、制造、零售和医疗等领域的实际应用中获得了一定的关注。但是，由于与电池和电子元件相关的沉重，可穿戴AR设备的采用率一直滞后。 特别是AR眼镜，通过集成虚拟元素有潜力改变用户的物理环境。尽管硬件技术多年来取得了许多进展，AR眼镜依然笨重且不便，并且在计算能力、电池寿命和亮度方面仍然缺乏足够的支持以提供最佳的用户体验。…