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《行屍走肉:聖人與罪人》為開發商創造五千萬美元收入

據媒體報導,Skydance Interactive的《行屍走肉:聖人和罪人》自發行以來為開發商掙取了5000萬美元的營收,該作於2020年1月推出,支持PC VR、Oculus Quest和PlayStation VR。 這款生存恐怖VR遊戲因其基於物理機制的戰鬥、原創故事情節和深度製作系統而受到好評,發行後成為全球最暢銷VR遊戲。《行屍走肉:聖徒與罪人》也因其創新的遊戲玩法而受到評論家的認可,並獲得了一些獎項提名,包括2020年遊戲獎的「最佳VR/AR遊戲」。 此外,據爆料索尼為慶祝PSVR成立5周年將在11月給PS+會員額外贈送三款遊戲,其中包括《行屍走肉:聖人與罪人》。 來源:3DMGAME

聖母大學研究人員創造出類似螞蟻的機器人群體

聖母大學的一名機器人研究人員Yasemin Ozkan-Aydin創造了一種四條腿的機器人,外形上看起來像機器人螞蟻,雖然腿少了兩條。這些機器人的靈感來自於生物系統,如螞蟻、蜜蜂和鳥類的集體行為,它們一起工作來解決問題和克服障礙。研究人員設計的多腿機器人可以在困難的環境中進行操縱,並集體完成任務。 ...

科學家利用貓咪身上的細菌創造出治療皮膚感染的強大抗生素

據媒體報導,健康的貓咪體內藏著一種已被用於開發抗生素的細菌,為治療嚴重皮膚感染的潛在新方法鋪平了道路。這項研究來自加州大學聖地亞哥分校,科學家們在那裡發現了在貓的皮膚上發現的一種叫做貓葡萄球菌(S. felis)的細菌菌株,它能自然產生針對不同類型葡萄球菌的抗生素。 研究人員關注的是一種叫做 Staphylococcus pseudintermedius (MRSP)的細菌,這種細菌存在於貓和狗身上,在某些情況下,它可以在物種之間"跳躍"。人類也可能發生MRSP感染,從而導致嚴重的濕疹。不幸的是,這種特殊的病原體對通常用於處理細菌感染的抗生素具有抗藥性。 為了尋找治療MRSP的潛在新解決方案,這項新研究背後的研究人員分析了通常在貓和狗身上發現的細菌,並將目標鎖定在貓科細菌上,事實證明,這種細菌能自然產生抗生素,能夠殺死MRSP細菌。研究負責人、醫學博士Richard L. Gallo將其效力描述為「強大的」。 特別值得注意的是,該細菌產生了四種不同的抗菌肽,從而產生了多種抗生素,以不同方式攻擊病原體。幾種不同的抗生素組合在一起工作,使MRSP病原體更難克服抗生素。對小鼠的測試顯示出治療這種皮膚病的前景。 研究人員計劃進行一項試驗,以確定這種細菌是否能夠治療狗的MRSP感染。基於貓細菌產生的抗生素的藥膏、凝膠或噴霧劑有朝一日可能會普遍用於治療這些感染,盡管仍需進行更多的研究。來源:cnBeta

挑戰重元素的大爆炸之謎 地球工廠通過核轉化創造元素

長期以來,人們一直認為,在宇宙形成的大爆炸期間,氫、氦和鋰是唯一存在的化學元素,而超新星爆炸,即恆星在其壽命結束時爆炸,負責將這些元素轉化為更重的元素,並將它們分布到我們的宇宙中。然而,化學元素不是僅僅在超新星爆炸中產生的,也可能在地球下層地幔深處產生。 ...

哈佛前天文系主任專欄文章:宇宙是更高等文明在實驗室創造的

一位來自哈佛大學的科學家就宇宙是如何形成的拋出重磅理論:宇宙是在實驗室中由更高「等級」的生命形式所組成的。暢銷書作家、哈佛大學天文學系前任主席阿維·勒布 (Avi Loeb) 本周在《科學美國人》(Scientific American) 上發表了一篇專欄文章,他認為宇宙可能是由「先進的技術文明」在實驗室中所組建形成的。 ...

德國科學家利用光合作用的力量創造蝌蚪「呼吸」的新方式

據媒體報導,水陸兩棲動物青蛙在其一生中擁有許多呼吸技術--通過鰓、肺和皮膚。現在,德國科學家已經開發出另一種方法,通過將海藻引入蝌蚪的血液中來供應氧氣,從而使蝌蚪能夠「呼吸」。根據10月13日發表在《iScience》雜志上的這項新研究,科學家稱這種方法提供了足夠的氧氣,有效地拯救了缺氧蝌蚪大腦中的神經元。 ...

生物工程學家創造了一種自供電的生物電子裝置

加州大學洛杉磯分校的生物工程師們創造了一種柔軟和靈活的自供電生物電子裝置。這種靈活的裝置可以從身體運動中創造出它所需要的動力,包括從肘部的彎曲到手腕上的脈搏所產生的運動。項目研究人員發現了一種叫做磁彈性效應的概念,當小磁鐵被機械壓力推到一起並拉開時,會產生電荷,它可以存在於一個軟而靈活的系統中。 該團隊利用分散在像紙一樣薄的矽酮基質中的微型磁鐵創造了一個概念裝置。磁場隨著矩陣的移動而改變強度以產生電力。研究人員認為,他們的設備可以用來為一系列可穿戴和可植入的電子傳感器供電,以監測各種健康狀況。 該技術的一個獨特方面是,它依靠的是磁力而不是電力,因此濕度和汗水不會損害其有效性。該團隊創造了一個靈活的磁彈性發生器,由嵌入釹鐵硼納米磁鐵的鉑催化矽酮聚合物矩陣構成。這個靈活的裝置用一個矽膠帶固定在研究參與者的肘部。 研究人員發現,磁彈性效應比任何類似尺寸的剛性系統大四倍。該測試系統能夠產生每平方厘米4.27毫安培的電流。雖然這不是很多電,但它比同類技術多出1萬倍。 研究人員創造的設備是如此敏感,以至於它可以從人類的脈沖波中產生電力。這為自供電和防水心率監測器打開了大門。該技術已經申請了專利,但沒有跡象表明它何時或是否可能成為商業產品。來源:cnBeta

查爾姆斯大學的研究人員創造出以光為動力的微型「元車輛」

瑞典查爾姆斯理工大學的研究人員創造了由光碟機動的微型車輛。他們的突破是在將光學元表面層與微觀粒子結合後取得的。在製造出這些車輛後,他們能夠使用一個光源來控制它們。利用光源,研究人員能夠以復雜和精確的方式移動他們的小車輛。研究人員還能夠使用他們的元車輛來運輸其他物體。 研究人員表明,不聚焦的光可以被用來以精確的方式操縱極小的微觀粒子。 研究中創造的微型車輛的規模是10微米寬,1微米厚,也就是千分之一毫米。微小的顆粒是由塗有元表面的微小顆粒本身構成的。元表面是一種特別設計和有序的納米粒子的極薄排列。這些小顆粒被設計為以特定方式引導光線。 研究人員認為,這一突破可用於改進光學設備的部件,包括現在常見的相機、顯微鏡和顯示器。研究人員創造的微小元顆粒被放置在一個水盤的底部。然後用一個鬆散的雷射器將光的平面波引導到粒子上。 研究小組能夠通過調整光的強度和偏振來控制這些車輛的各種模式。這些地鐵車輛足夠穩定,而且科學家們能夠精確地控制它們,使它們能夠用於更復雜的導航。光產生的熱量對移動粒子沒有影響。 研究人員還能夠使用元物體來推動坦克內的小顆粒。在研究過程中,這些微型物體能夠推動微型聚苯乙烯珠子和一個酵母顆粒通過水。他們還能夠推動一個塵埃粒子,其大小是車輛本身的15倍。來源:cnBeta

研究:實驗室中創造的自我復制原生細胞或是生命的「缺失環節」

據媒體報導,生命最初是如何從非生命物質中出現的,這是科學中最持久的謎團之一。在一項新研究中,日本科學家在實驗室中創造了自我復制的原生細胞,他們稱這可能代表了化學和生物學之間的「缺失環節」。 原始地球被一種泥濘的化學品混合物所覆蓋,其中包含的有機分子形成了重要的生物成分,像蛋白質和胺基酸的前體。對於生命如何以及在哪裡從這種湯中涌現有好幾種不同的假設,最早的想法之一則被稱為化學進化,這也是新研究調查的內容。 這項研究的論文第一作者Muneyuki Matsuo指出:「化學進化最早是在20世紀20年代提出的,其認為生命首先起源於由簡單的小分子形成的大分子,而這些大分子形成了可以增殖的分子組合體。然而,自從化學進化方案出現約一百年以來,從小分子中增殖的分子集合體的起源一直是個謎。它一直是生命起源中化學和生物學之間的缺失環節。」 於是在新的研究中,研究人員著手在實驗室中重新創建這種自我繁殖的原生細胞。他們首先將胺基酸衍生物結合起來以創造出一種新的小分子,該分子被引向自我組裝成原始細胞。他們在室溫和正常大氣壓下將這種混合物加入水中並觀察會發生什麼。 這些分子凝結成肽,然後形成懸浮在水中的液滴。當添加更多的胺基酸時--就像在自然界中可能發生的那樣--這些液滴不僅體積增大而且開始分裂。這種自我繁殖當然是生物細胞的一個關鍵功能。 但最耐人尋味的是,一些液滴濃縮了核酸--能攜帶遺傳信息的大分子。那些這樣做的液滴更有可能在環境中生存,這表明自然選擇在起作用。 「通過構建以新型胺基酸衍生物為食而增殖的肽滴,我們在實驗上闡明了長期以來的謎團,即益生菌祖先如何通過選擇性地集中益生菌化學物質而增殖和生存,」Matsuo說道,「我們的結果表明,液滴成為可進化的分子聚合體--其中一個成為我們的共同祖先。」 當然,這一發現並不能保證這肯定是生命在早期地球上產生的方式,但它確實為這種可能性提供了砝碼。其他研究也正在調查其他假說,像RNA是否為第一個自我復制的分子進而最終產生了像DNA和蛋白質這樣更復雜的結構。 據悉,這項新研究的研究人員計劃繼續研究胺基酸衍生物如何通過自我復制液滴的方式進化成活細胞。來源:cnBeta

《光環》共同創造者對《光環:無限》B測做出回應

在過去的這個周末,越來越多的人開始嘗試《光環:無限》的多人遊戲測試。其中一位分享了想法的人是Marcus Lehto,他是《光環》宇宙的共同創造者和士官長的設計師。 Lehto表示,他在周末玩《光環:無限》時「玩得很開心」,並稱贊了它的戰鬥和地圖設計。「戰鬥感覺新鮮但又熟悉,遊戲看起來很棒。地圖設計也很漂亮。」 Lehto在《光環:無限》中的地位似乎隨著時間的推移而有所提高,因為他之前曾表示,343工業在2020年展示了其「不那麼激動人心」的演示版本後,他「相當擔心」遊戲的狀態。但Lehto說,他看到343的開發者樂於聽取反饋並做出改進,這讓他印象深刻。盡管如此,343工業目前仍然沒有展示《光環:無限》的大部分戰役內容,這是可以理解的,至少在目前,該工作室專注於展示和測試多人遊戲部分。 Lehto在7月份曾表示:「作為一名美工和創意總監,從整體上看,我對他們的做法以及他們如何還原原始設計印象深刻。」「是的,我知道許多設計來自Bungie時代,但他們仍然在進行自己的設計。他們不只是照本宣科地復制。他們為《無限》創造了獨特的體驗。感覺真的很好。說實話,我有點嫉妒因為我覺得這看起來是迄今為止最好的光環遊戲之一。 《光環:無限》的下一次測試將於9月30日開始,它將邀請玩家首次嘗試Big Team Battle。 來源:3DMGAME

飛行中氧化鋁噴霧技術讓月球登陸器在著陸前優化地面 創造合適的著陸點

Masten空間系統公司正在研究一種方法,以保護未來的月球著陸器在著陸時不受其發動機吹飛的泥沙的影響,其設想的方法是將氧化鋁陶瓷顆粒注入火箭發動機煙塵中,將月球塵埃粘在一起,在著陸前創造自己的「著陸墊」。美國宇航局返回月球並在那裡建立永久的人類存在的目標是雄心勃勃的,並提出了一些嚴重的挑戰。 月球的大部分表面都覆蓋著雷石,雷石由小的灰塵和較大的顆粒組成,是月球在數十億年來被隕石撞擊後產生的。在沒有水或大氣層持續沖刷與摩擦的情況下,這些顆粒具有尖銳、鋸齒狀的形狀,使它們對從機械到太空衣的一切帶來了挑戰。 在阿波羅時代,這已經讓科研人員很頭疼,當時的雷石不但導致他們的設備磨損得比預期的快,還對太空人的登月艙和他們留在表面的實驗造成了危害。這是因為來自太空飛行器引擎的動能將每個粒子變成一塊在真空中以3000米/秒(1000英尺/秒)飛行的彈片。這對阿波羅登月艙來說已經夠糟的了,當時它在充滿燃料的情況下重達15噸,而為未來任務計劃的著陸器甚至在著陸時將重達20至60噸。這將需要更大推力的發動機,這意味著當火箭在月球表面炸出一個深坑時,拋出的灰塵將在更大的范圍內產生更大的危險。 顯然,解決這個問題的辦法是建立像地面機場使用的降落區域和跑道那樣的著陸場,以防止噴氣反沖的損害。不幸的是,兩者很難同時進行。 合理的做法是建造某種加固的著陸器,作為探路者,然後為後續的著陸建造墊,但是,據Masten說,這些墊子建造任務將花費1.2億美元,這不是很合算。 正在與蜜蜂機器人公司、德克薩斯農工大學和中佛羅里達大學合作開發的飛行中氧化鋁噴霧技術(FAST)項目在美國宇航局創新先進概念獎第一階段下,已經完成了對這一概念長達一年的初步研究。 在FAST中,氧化鋁陶瓷顆粒在著陸器下降時被注入火箭羽流中。這些顆粒塗在著陸器下面的表面,將雷石鞏固成具有更多熱和燒蝕阻力的硬墊。這不僅在下降過程中保護著陸器,而且在它再次起飛返回月球軌道時也能保護它。 使用氧化鋁板和Masten火箭發動機試驗台的熱火試驗,右邊是FLIR熱圖像 為了使這一想法得以實現,Masten及其合作夥伴探討了墊子的最佳厚度,如何確定陶瓷顆粒將如何粘在一起,它們將如何在火箭煙羽內的熱量中生存,最佳沉積率應該是什麼,當著陸器在上面盤旋時,顆粒將如何粘附在雷石上形成固體墊,以及墊子在阻止灰塵散落方面的效果如何。 此外,該團隊使用馬斯特恩的垂直起飛和著陸火箭進行了熱發射著陸模擬測試。從這些測試中可以確定,即使對於像阿特米斯號載人著陸器這樣大的飛船,這個想法也是可行的,而且墊子的建造可以由發動機煙羽的大小和溫度來控制。 就阿蒂米斯號著陸器而言,這需要將直徑約為0.5毫米的氧化鋁陶瓷顆粒注入火箭煙羽,並鋪設一個1毫米厚的初始層,然後用直徑為0.024毫米的顆粒進行噴塗,這些顆粒在被引入煙羽時將會融化。在10秒鍾內,FAST可以在一個6米(20英尺)直徑的圓圈上鋪設186公斤(410磅)的顆粒。然後,著陸器將再盤旋2.5秒,而墊子在著陸前會被冷卻。 Masten說,下一步將是在月球環境中測試這一概念。如果成功,它可以大大降低探索和開發月球的成本,不僅為在月球,而且為火星和太陽系其他地方的新任務開辟道路。來源:cnBeta

加州理工學院利用干細胞創造出類似胚胎的結構

世界各地的研究人員利用人類胚胎進行涉及了解人類在子宮內的早期發展的重要研究。該類型的研究使用由接受體外受精的人捐贈的剩餘胚胎。然而,對人類發展的這些早期階段進行的研究數量受到胚胎可用性的極大限制。 倫理上對胚胎發育時間的限制也對這種類型的研究造成了限制,目前的規定是14天。然而,加州理工學院的研究人員可能已經創建了一種結構,可以幫助繞過胚胎可用性和倫理時間限制對研究的限制。自然界的人類胚胎是由精子和卵子結合形成的,而加州理工學院創造的類似胚胎的結構是由人類干細胞製成的。 加州理工學院的研究人員很清楚,自然胚胎和他們的類胚胎結構之間存在著關鍵的差異。然而,他們的創造將允許對人類發展進行關鍵的研究,而不需要捐贈的人類胚胎。科學家們利用一種多能幹細胞創造了他們的類胚胎結構,這種細胞能夠成為一種獨特的細胞類型,能夠自我組裝成一種結構,其形態與胚胎非常相似。 天然胚胎有明顯的胚胎和胚胎外組織。該結構中使用的多能幹細胞是由其他研究人員從實際的人類胚胎中分離出來的,並在實驗室環境中維持。當遇到正確的條件時,干細胞可以回憶起如何將自己組裝成一個類似胚胎的結構。胚胎的基本結構似乎是細胞的一種近親繁殖特性。 然而,研究人員注意到,細胞的記憶不是完全精確的,或者科學家只是缺乏幫助細胞恢復記憶的最佳方法。這意味著在人類干細胞能夠達到與小鼠干細胞對應物相同的發育精度之前,還需要進行更多的工作。盡管如此,該突破可以消除未來對捐贈胚胎的需求。 來源:cnBeta

研究人員創造了一種利用雷射烹飪3D列印食物的方法

哥倫比亞大學的研究人員創造了一個可以使用雷射烹飪食物的系統,並利用3D列印技術來組裝食物。創意機器實驗室的數字食品團隊的研究人員一直在努力建立一個自主的數字個人廚師。該團隊表示,列印機可以以毫米級的精度生產食材,但遺憾的是一直沒有具有相同程度均勻和精確的加熱方法。 該團隊著手開發一個系統,可以3D列印食物並利用雷射同時進行烹飪。在研究中,該團隊使用雞肉作為他們的模型食物系統,並通過將其暴露在藍光和紅外光下探索各種烹飪方法。在他們的測試中,雞肉被列印成3毫米厚的大塊,大約一英寸見方。 在實驗過程中,他們研究了多種烹飪參數,包括烹飪深度、顏色發展、水分保持以及使用雷射烹飪的食物和在爐子上烹飪的肉類之間的味道差異。一個有趣的發現是,使用雷射烹調的食物比爐子上烹調的肉縮小了50%,但同時又保留了兩倍的水分含量。 雖然肉品收縮較小,水分流失較少,但與使用傳統爐子煮的肉相比,其味道相似。在實驗過程中進行的盲品測試中,另一個有趣的發現是,兩名試吃者更喜歡用雷射烹飪的肉,而不是用爐子烹飪的同樣食物。 雖然3D列印和雷射烹飪技術顯示了前景,但研究人員承認仍有一些挑戰需要克服。其中一個關鍵挑戰是研究人員稱之為 "食品CAD "的概念,被描述為一種食品的Photoshop。該團隊說,像這樣的系統需要高水平的軟體,使非編程人員能夠設計他們想吃的食物,而不用受到過敏和營養問題的困擾。來源:cnBeta

科學家實現用純光創造物質 證明了布萊特·惠勒效應

Long Island(美國)早在1934年就提出的布賴特-惠勒效應,描述了光轉化為物質的過程。通過該理論,物理學家Breit和Wheeler能夠證明,當兩個高能光子發生碰撞時,會產生一個正電子和一個電子,即形成物質。現在一項實驗首次證明了這一理論。 早在1905年,愛因斯坦就在他的狹義相對論中描述了質量和能量相等的自然規律(E = mc²)。據此,能量和物質是等價的,可以相互轉換。物質和能量的一個方向是無所不在的。它永久地發生在太陽中,例如,當原子核融合時,能量以輻射的形式釋放出來。 布魯克海文國家實驗室的Zhangbu Xu解釋說:"Breit和Wheeler已經很清楚,這在實踐中幾乎不可能實現。"。直接轉換將至少需要一種在高度集中的離子中發射由伽馬射線光子組成的雷射,然而,研究尚未能夠開發出這樣的雷射器。 另外,Breit和Wheeler假設了一種方法,其中加速的重離子作為光源而不是光子束。因為帶強正電的原子核在極高的加速度下在其周圍產生強烈的電磁場,它們的物理特性在某些條件下類似於光子。根據這一理論,當一個離子在粒子加速器中移動時,它被一團光粒子所包圍。當兩個這樣的原子核在加速器中向對方移動並幾乎相撞時,它們的光子雲就會相互作用。其中一部分被大大加速,高能量的光粒子發生碰撞。根據理論,在這個過程中應該出現成對的電子和正電子。 由布魯克海文國家實驗室(BNL)的Zhangbu Xu領導的一個團隊現在使用相對論重離子對撞機(RHIC)上的STAR探測器對這一近百年的理論進行了實驗測試。根據他們在《物理評論快報》上發表的文章,他們將金核加速到99.99%的光速進行碰撞。他們檢查了電子和正電子對釋放的衰變產物,這些電子和正電子的質量分布、能量和量子狀態與Breit-Wheeler效應的分布一致。總的來說,物理學家們能夠找到6085個具有相應特徵的電子-正電子對。在一個額外的實驗中,科學家們還檢查了碰撞過程中產生的光子是否具有正常光粒子的特徵,這也得到了證實。 "我們的結果為從光的碰撞中直接、一步產生物質-反物質對提供了明確的證據--正如Breit和Wheeler在理論上所描述的那樣,"Daniel Brandenburg解釋說。因此,它已被證明光直接轉化為物質是可能的。來源:cnBeta

研究人員利用電場創造出形狀奇特的液體

我們都見過水滴,知道無論水滴是由什麼液體製成的,它們都傾向於採取相同的基本形狀。芬蘭阿爾托大學的研究人員希望破壞所謂的熱力學平衡,以探索會發生什麼,並確定他們是否能夠控制平衡被破壞時發生的情況。 對於這項研究,研究人員使用了具有不同介電常數和電導率水平的油的組合。雖然這些液體受到電場的影響,但研究人員發現他們可以創造出像方形和液體格子一樣的液滴。 Nikos Kyriakopoulos博士說,當研究小組在他們的混合物上打開電場時,電荷將在油的界面上積累。電荷密度能夠推動材料脫離熱力學平衡,創造出獨特的形態。在實驗中,這些液體被限制在薄而近乎二維的薄片中。研究人員發現他們的過程迫使液體重塑成意想不到的液滴和圖案。 該技術創造出的液滴被製成方形和具有直邊的六邊形,兩者幾乎都是不可能自然產生的。在自然界中,液滴和氣泡通常形成球體。研究人員還成功地迫使兩種不同的液體創造出一個相互連接的格子。 格子在自然界的固體材料中很常見,但在液體的世界中卻沒有見到過。項目研究人員創造的最復雜的形狀之一是一個環形,這是一個甜甜圈形狀。只要電場施加在液體上,這種不常見的形狀就穩定。在自然界中,液體自然塌陷,以填補其中心的孔洞。實驗中發現的關鍵是,由於界面上電荷的運動,這些形狀是可持續的,防止它們坍塌到平衡狀態。來源:cnBeta

工程師創造出可持續工作30年的透明太陽能板

密西根大學和其他機構的工程師創造了一種新的太陽能電池板,其透明度足以用於家庭和企業的窗戶。除了透明之外,這種新的太陽能電池板還具有很高的轉化效率和長期工作的能力,估計壽命為30年。該團隊認為他們的新太陽能電池板可用於創建表面完全由太陽能電池板組成的商業建築。 如果使用透明的太陽能電池板創建一個多層的玻璃外牆建築,整個建築將成為一個發電站。三十年的壽命是一個很長的時間,但商業建築的存在時間會比這長得多,這就導致了一個問題:當壽命結束時,建築到底會發生什麼。工程師們在探索了碳基材料而不是矽之後,創造了適合窗戶的面板。 目前,最有效的太陽能電池板是由矽製成的,但這種材料並不透明,兩種類型的材料被用於太陽能電池,稱為"非富勒烯受體"和"富勒烯受體"。前者比後者更堅固,但效率較低。 使用非富勒烯受體的典型太陽能電池可以達到18%的效率,接近矽電池的效率。然而,它們的壽命沒有那麼長。在實驗中,該項目的研究人員表明,如果不使用特別方法來保護將太陽光轉化為電能的面板中的材料,在暴露在陽光下的12周內,光電轉化效率會下降到初始值的40%以下。 工程師們研究了未受保護的太陽能電池的退化情況,發現了他們可以改進設計的地方。這些改進包括通過在玻璃朝向太陽的一面增加一個氧化鋅層來阻擋紫外線。他們還在太陽能電池吸收光的區域附近集成了一個更薄的氧化鋅層,但也必須添加一層由碳製成的稱為IC-SAM的材料,以防止氧化鋅分解光吸收器。最後,又添加了一層由足球形狀的富勒烯組成的材料來保護光吸收裝置。 目前,該模塊的透明度為40%,但該團隊認為他們可以在未來將其提高到60%的透明度。這種材料也可以制備成液體,而且該團隊預計製造成本會很低。工程師們確定他們的透明太陽能板在30年後將保持80%的光電轉換效率。來源:cnBeta

初創公司希望利用基因編輯技術在2027年前創造出長毛象雜交種

一家名為Colossal公司准備利用一種革命性的基因編輯技術CRISPR,在2027年之前讓長毛象從滅絕中恢復過來。該計劃並不是要完全重新創造真正的長毛象,而是將它們適應寒冷的基因特徵,如小耳朵和更多的身體脂肪帶給它們的大象表親,創造一個大象和長毛象的混血兒。 ...

為了搞出鋼鐵俠胸口那玩意 科學家創造了史上最強磁鐵

麻省理工學院一組研究人員最近成功測試一種高溫超導磁鐵,其磁場強度達到20 Teslas,打破有史以來最強磁場強度的世界紀錄,該磁鐵或將成為開啟核聚變並向世界提供清潔無碳能源的關鍵。鋼鐵俠胸口的發光圓環就是可控核聚變——托卡馬克裝置。 鋼鐵俠劇中的托卡馬克 托卡馬克核聚變實驗裝置 幾十年來,核聚變雖然一直是清潔能源開發的方向,但卻是一個難以攻克的難關。如果商業上可行的聚變反應堆能夠成為現實,它將很快成為未來的能源主流,這也是麻省理工學院研發超強磁鐵的意義所在。核聚變只會在極高的溫度下發生——等離子體必須達到一定的溫度,才能熔化建造反應堆所用的材料。 托卡馬克概念圖 科學界早在上世紀50年代就提出了解決方案,即不接觸任何物體的情況下控制等離子體。一個強大的磁場就可以做到這一點,創造出一個可以發生核聚變的人造「容器」。麻省理工學院的研究人員希望在2025年前將他們強大的新磁鐵排列到托卡馬克反應堆中,並由此產生淨正核聚變。 新磁鐵排列 事實上,真正突破性的工作不是核聚變本身。人工聚變反應以前也曾發生過,但到目前為止,它們運行所消耗的能量總是大於產生的能量(保持這些磁場以容納等離子體需要大量的能量)。通過改進磁體,麻省理工學院的研究小組希望成為第一個最終生產出能量大於消耗的反應堆。這項技術最終利用傳統的等離子體物理、托卡馬克設計和工程,創造出新的磁體技術。 據報導,不久前,中國的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置「東方超環」刷新了世界紀錄:在其第98958次放電中,成功實現可重復的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運行,是1億攝氏度20秒原紀錄的5倍。 標志著中國在穩態高參數磁約束聚變研究領域將繼續引領國際前沿。 安徽合肥「科學島」上的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(中國科學院合肥物質科學研究院) 在中科院合肥物質科學研究院,工作人員對EAST進行升級改造。 新華社記者 劉軍喜 攝 現實中,中國真的有「人造太陽」,而且有兩個:一個在安徽合肥西郊「科學島」上的中國科學院合肥物質科學研究院內,是有著「東方超環」之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(簡稱EAST);另一個則是位於四川成都中核集團核工業西南物理研究院的中國環流器二號M裝置(HL-2M)。來源:cnBeta

德國物理學家通過量子氣體自由落體實驗創造有史以來最低的溫度

據媒體New Atlas報導,德國物理學家創造了有史以來最低的溫度--比絕對零度高38萬億分之一攝氏度。這個奇怪的實驗涉及到投放量子氣體,並通過開關磁場使其原子幾乎完全靜止。 絕對零度約為-273.15°C(-459.67°F),是熱力學尺度上可能的最低溫度,代表著完全沒有原子運動或熱量的點。然而,科學家們不可能達到這一標准,因為我們不可能從一個系統的原子中消除所有的動能。 但科學家們一直都很接近--幾年前,哈佛大學的一個團隊研究了有史以來最冷的化學反應,溫度為500納開爾文(比絕對零度僅高五百萬分之一攝氏度)。而國際空間站上的冷原子實驗室在僅為100納克爾文的溫度下進行了實驗。 但是這些溫度與新研究中取得的溫度相比是溫和的。一個德國團隊現在記錄的有效溫度僅為38皮開爾文,比絕對零度高38萬億分之一攝氏度。 為了做到這一點,研究人員從一個由10萬個銣原子組成的雲開始,將其困在一個真空室的磁場中。然後他們將其冷卻,形成一種被稱為玻色-愛因斯坦凝聚體(BEC)的量子氣體,在那裡原子開始像一個大原子一樣行動,允許奇怪的量子效應在宏觀尺度上變得可見。 然而,比絕對零度高20億分之一攝氏度的溫度下,這還不夠冷。因此,研究小組在Bremen Drop Tower研究設施進行了一次實驗,將BEC「陷阱」扔到120米(393.7英尺)的地方。在自由落體過程中,研究小組反復關閉和開啟含有氣體的磁場。 當磁場關閉時,氣體開始膨脹,而當它被重新打開時,氣體又被迫收縮。這種切換使氣體的膨脹幾乎減緩到完全停止,而減少這種分子速度可以有效地降低溫度。雖然該實驗只設法實現了這一破紀錄的溫度長達兩秒鍾,但模擬顯示,在失重環境中,如在衛星上,應該有可能保持長達17秒。 該研究發表在《物理評論快報》雜志上。來源:cnBeta

他們創造的這套「防癌武器」,為無數女性帶來更安全的生活

全世界每年新增的宮頸癌病例超過了50萬。每一年,有25萬以上的女性會因為宮頸癌不幸離世,但隨著人乳頭瘤病毒(HPV)疫苗的問世和推廣,這種趨勢將逐漸降低,更多的女性將不再遭受宮頸癌的侵襲。盡管,HPV的整體防護效果需要至少到2030年才能看得出來,但在一些接種率較高的國家,初步數據已經顯示疫苗能夠減少人群患宮頸癌的比例。比如接種率很高的澳大利亞,年輕女性發生生殖器疣和宮頸癌前病變的機率已經迅速下降。 ▎藥明康德內容團隊編輯 從上世紀80年代人類第一次將宮頸癌與HPV聯系起來,到科學家找到製作HPV疫苗的策略,再到能接種的HPV疫苗,僅僅過去了40多年。那麼這40多年中,人類究竟是怎樣將一種癌症的可疑源頭鎖定,並找到抵禦的方法呢? 找到敵人 這段故事的第一個主人公是Harald zur Hausen。Hausen 1936年出生於德國,由於戰亂,他的童年生活過得非常坎坷,學校也經常關停,導致他總是會落下課程。而他平時最大的興趣就是鳥和其他動物。 等到高中畢業,Hausen在專業選擇上,他遵循了自己的熱愛的方向,但稍微做了些許改變,從生物學轉向了醫學。醫學院的生活讓他對基礎研究更加著迷,他覺得自己志不在臨床醫師,便在滿足升學條件後,前往了德國杜塞道夫大學。 ▲Harald zur Hausen (圖片來源:Kuebi = Armin Kuebelbeck, CC BY-SA 3.0 , via Wikimedia Commons) 在那裡,他接受了大量細菌學和病毒學的基礎研究訓練,他首先接觸的便是牛痘病毒在小鼠細胞中的影響。他當時發現病毒會造成染色體上發生一些突變,但不清楚其中的原因。當時,德國的細菌和病毒學研究剛剛起步,他並沒有條件將相關實驗繼續下去。 等到博士後時期,他來到了病毒研究較為成熟的美國,並在免疫學家Werner Henle的實驗室任職。這個團隊專門研究愛潑斯坦-巴爾二氏病毒,又稱EB病毒(EBV)。在上世紀60年代,有研究者發現EBV和伯基特氏淋巴瘤有聯系。Henle推測,EBV是一種致癌病毒,會潛伏在一些淋巴細胞中緩慢轉移。 受到這種啟發,Hausen一邊研究腺病毒在感染細胞中的一些秘密作用,一邊繼續探索EBV和伯基特氏淋巴瘤的關系。他在一次電鏡觀察中,發現癌細胞內部存在EBV的清晰證據。他也得出結論,認為EBV在伯基特氏淋巴瘤發生中有著重要作用。 帶著病毒與癌症聯系的研究經驗,他回到了德國,宮頸癌的攻堅戰開始了。在當時,大家普遍推測單純皰疹病毒2型(HSV-2)是導致女性患宮頸癌的罪魁禍首。因為這種病毒能通過性傳播,並且一些宮頸癌樣本中也出現了HSV-2的DNA片段。 不過Hausen發現了這種理論基石中的一個小破綻。他利用當年研究EBV留下的工作,聯系了一些同事讓他們檢查宮頸癌樣本中是否含有HSV-2的DNA,但同事給出的結果都是否定的。他開始懷疑,HSV-2應該不是真正的兇手。 而此時,他發現一些報告稱尖銳濕疣能夠轉變成鱗狀細胞癌,而尖銳濕疣裡面是能檢測到人乳頭瘤病毒顆粒的。在當地一家醫院皮膚科的幫助下,他獲得了大量跖疣樣本,他也首次發現不同疣之間的DNA可能出現雜交。這也暗示,乳頭瘤病毒存在非常多的種類。 ▲電鏡下的HPV(圖片來源:CNX OpenStax, CC BY 4.0 ,...

研究人員創造了一種能發電的木質地板

來自瑞士的研究人員已經設計出一種方法,以使得人們可以從木質地板上的行走中收集電力。這項技術被稱為納米發電機,能夠從行走中產生足夠的電力,為測試中的燈泡供電。該項目的研究人員通過整合特殊的矽樹脂塗層和嵌入式納米晶體的組合,改進了他們的納米發電機使用的木地板。 來自瑞士的研究人員已經設計出一種方法,允許從木質地板上的行走中收集電力。這項技術被稱為納米發電機,能夠從行走中產生足夠的電力,為測試中的燈泡供電。該項目的研究人員通過整合特殊的矽樹脂塗層和嵌入式納米晶體的組合,改進了他們的納米發電機使用的木地板。 他們工作的結果是一個發電裝置,據說它收獲的電力足以為一個LED燈泡和小型電子設備供電。研究人員通過在電極之間嵌入兩塊功能化的木材來創造他們的實驗性納米發電機。這些木片通過行走時的接觸和分離而帶電。這就是所謂的三電效應。 使用木質地板發電的最大挑戰之一是,從本質上講,木材是中性的,這意味著木材基本上沒有獲得或失去電子的傾向,限制了其發電的能力。一個主要的挑戰是如何使木材能夠吸引和失去電子。 為了實現獲得和失去電子的能力,研究人員用聚二甲基矽氧烷(PDMS)塗抹一塊木材,這是一種矽膠,在接觸時能夠獲得電子。另一塊木材則通過原位生長的納米晶體進行功能化,這種納米晶體被稱為沸石咪唑框架-8(ZIF-8)。ZIF-8是一個由金屬離子和有機分子組成的網絡,它失去電子的傾向比獲得電子的傾向更大。 研究人員還調查了不同類型的木材,看看哪種木材的發電效果最好,他們還調查了木材中的紋理方向是否有關系。最終,研究小組發現,由徑向切割的雲杉製成的三電納米發電機表現最好。這種木材恰好也是歐洲國家常用的建築材料。目前,研究人員正在努力優化他們的創作。來源:cnBeta

新的電子材料:工程師們首次創造出雙層硼氫化合物

西北大學的工程師們首次創造出了基於雙層原子結構的平坦硼酚,這一創舉違背了硼在單原子層極限之外形成非平面團簇的自然趨勢。盡管以其有前途的電子特性而聞名,但是硼酚--一種單原子層厚的硼片的合成是具有挑戰性的。與其類似的二維材料石墨烯不同的是,石墨烯可以用像膠帶一樣簡單的東西從固有的層狀石墨中剝離出來,而硼酚則不能僅僅從散裝硼中剝離出來。相反,按捺物必須直接生長在一個基底上。 如果生長一層是困難的,那麼生長多層的原子平坦的硼酚似乎是不可能的。因為硼的物理性質不像石墨那樣是分層的,超過單個原子層的硼的生長會帶來簇狀的形態而不是平面的薄膜。 西北大學的Mark C. Hersam(赫薩姆)是這項研究的共同資深作者,他說:"當你試圖生長一個更厚的層時,硼想採用它的體積結構。"較厚的硼膜不是保持原子平坦,而是形成顆粒和團塊。關鍵是要找到防止團塊形成的生長條件。直到現在,我們還不認為你可以超過一層。現在我們已經進入了單層原子層和散裝體之間的未探索領域,從而形成了一個新的發現的'游樂場'"。 該研究於2021年8月26日發表在《自然材料》雜志上。 五年前,赫薩姆和他的合作者首次創造出了硼氫化合物。比石墨烯更強、更輕、更有彈性,有望帶來對電池、電子、傳感器、太陽能電池和量子計算的革新。盡管理論研究預示著雙電層的出現是可能的,但包括赫薩姆在內的許多研究人員原本並不相信。 "製造一種新材料是具有挑戰性的,即使理論工作預測了它的存在,"赫薩姆說。"理論很少告訴你實現這種新結構所需的合成條件"。 Hersam的團隊發現,正確條件的關鍵是用於生長該材料的基質。在這項研究中,赫薩姆和他的同事們在一個平坦的銀色基底上生長出了按捺不住的按捺物。當暴露在非常高的溫度下時,銀在成串的原子級台階之間形成了異常平坦的大台階。 Hersam說:"當我們在這些大的、平坦的'梯田'上生長硼酚時,我們看到了第二層的形成"。"在這一偶然的觀察之後,我們有意將我們的努力集中在這個方向上。當我們發現第二層的時候,我們實際上並沒有在尋找它。許多材料的發現都是以這種方式發生的,但是當你偶然發現一些意外的東西時,你必須意識到這里有機會。" 雙層材料保持了硼酚的所有理想的電子特性,同時提供了新的優勢。例如,這種材料由兩個原子層厚的片狀物粘合在一起,中間有空間,可用於能量或化學儲存。已經有理論預測說,雙層硼烷是一種有希望的電池材料。"層與層之間的空間提供了一個容納鋰離子的地方。赫薩姆的團隊希望其他研究人員現在受到啟發,繼續生長更厚的硼烷層,或創造具有不同原子幾何形狀的雙層。來源:cnBeta

生命創造像素藝術《World for Two》中文版預定 9 月 9 日上市!

亞克系統(ARC SYSTEM WORKS)亞洲分店宣布,room6的像素藝術冒險遊戲《World for Two》中文版將於 2021年 9 月 9 日(四)推出Nintendo Switch™數位下載版,並公開了部分遊戲信息和畫面。 2019年推出iOS/Android版本,相當受歡迎的《World for Two》將推出Nintendo Switch™版,並以更多生命創造和升級的圖像、動畫引起關注,終於今年亞克系統亞洲分店預定將於9月9日推出Nintendo Switch™數位下載中文版。 以遭遇突如其來的災難而瀕臨滅亡的行星為舞台,玩家將以唯一倖存者博士所製造的機器人視角遊玩。玩家可以體驗到在所有的動物滅絕,只剩下植物的荒蕪世界裡,採集能量和DNA、探尋遺傳模式、製造新的生命體等拯救消失的動物的別致旅程。 ■《World for Two》遊戲介紹 - 故事介紹 某一天,突如其來的大災害,令所有的生物慘遭滅絕。 數年之後,在地下的某個研究所里的博士,這荒蕪世界上唯一的倖存者,開始嘗試創造生物。 為了採集創造生物所必須的能量,他創造出了能在外部活動的智能型機器人。 在這人類文明已然停止的世界上,植物繁茂地生長著,既殘酷又美麗。 博士與智能型機器人,兩個人的生命創造之旅,就在這樣的世界上開始了。 - 生命創造機器人 玩家將以唯一倖存者博士研究後所製作的機器人視角幫助博士創造生命體。將透過戶外活動所獲得的自然能量和 DNA 結合,從變形蟲到鯨魚,共可創造60多種的生命。 - 像素藝術所展現的美麗世界 因為大災害,所有動物滅絕,只剩下植物,這殘酷卻美麗的景觀都以高水平的像素藝術方式呈現。並能以充滿臨場感的 BGM 感受沼澤、森林、沙丘、遺址等具有獨特色彩和生態系統的多種環境。 - Nintendo Switch™的新元素 Nintendo Switch™版不僅有 iOS/Android 版本中新增加的14種生物,更將部分生物以具有生命力的動畫方式呈現。而在通關遊戲主線劇情後所開放的「前塵舊憶」中,可以確認過去的事件和博士的故事等。 另外,通關特典中,可將遊戲的BGM可以變更為「鋼琴五重奏」版本,為玩家帶來美麗的新世界。 ■《World for...

研究人員用金屬納米結構重新安排光子分布以創造奇特的光源

幾十年來,學者們一直認為玻色子的量子統計特性在質子系統中得到了保留,因此不會產生不同形式的光。這個迅速發展的研究領域集中在光的量子特性和它與物質在納米級的相互作用。在光子和質子散射介導的光-物質相互作用中保留非經典關聯的可能性的實驗工作的刺激下,人們認為類似的動力學是定義光源性質的量子波動的保護基礎。 ...

網際網路被證明放大和暴露了現實生活中的激進人士 但沒有創造他們

新的研究表明,網際網路並不是使人們在網上進行政治討論時變得更加激進的原因,而是使更激進的人的行為更加明顯。許多人覺得網際網路不是一個討論政治的安全場所:想要討論有爭議問題的用戶更願意與其他人面對面地討論。媒體和研究中經常使用的一個觀點是,電腦螢幕背後的匿名感將一些用戶變成了「巨魔」,對其他討論夥伴沒有同情心。 然而,根據奧胡斯大學的研究人員的說法,這種說法並不正確。 丹麥大學政治學系的亞歷山大·博爾說:"有許多心理學上的原因,我們可能更難在網上控制自己的脾氣,我們看不到與我們爭論的人的臉,快節奏的書面交流形式很容易導致誤解。 "然而,我們也從心理學研究中了解到,並不是每個人的性格都同樣具有攻擊性。最後,這些個性差異變成了網上敵意的更大驅動力"。 該研究發現,那些在網際網路上的政治討論中充滿敵意的人,在面對面的政治討論中也同樣充滿敵意。這些人的性格使他們渴望得到認可和地位,並促使他們在網上和網下都採取主導和攻擊性行為,以免在討論中失利。 這項研究是在對8000多名美國人和丹麥人的研究之後進行的,這些人被調查了他們在網上或網下的政治討論中的經歷和行為。研究人員說,盡管兩國的政治體制和政治極化水平不同,但兩國的地位追求者是政治敵意背後的主要罪魁禍首,無論是在線還是離線。 研究還記錄了丹麥和美國的人們事實上都覺得在線政治討論比離線討論更糟糕,但對這一現象指出了另一種解釋。 "我們的研究表明,許多人之所以覺得網上的政治討論如此充滿敵意,與網上攻擊性行為的可見性有關。該大學政治學教授麥可·邦·彼得森(Michael Bang Petersen)說:"在線討論發生在大型公共網絡中,網絡巨魔的行為比這個人在離線環境中的行為要明顯得多。 在網上和網下的環境中,很少有受訪者覺得他們個人受到攻擊或騷擾。然而,據研究小組稱,在網絡環境中,人們明顯傾向於觀察他人被攻擊和騷擾的情況。 研究人員觀察到,網際網路並不負責使人們具有攻擊性--他們只是為自己的目的利用網際網路的功能。他們還建議,網上的敵意不是偶然的,而是一種蓄意的策略。 "我們不能通過教育來消除網上的仇恨,因為它不是出於無知。充滿敵意的人知道他們的話會傷害人,這就是他們使用這些話的原因,"博爾解釋說。"我們的研究表明,有必要為每個具體的討論頁面描述什麼是可以的,什麼是不可以的,並監督這些規范,例如邀請版主來節制。" 鮑爾補充說,為了結束網上的仇恨,我們需要減少那些充滿仇恨的人的能見度和影響力,因為另一種情況是,更多合理的人將被阻止參與網上討論。 他補充說:"這是一個民主問題,因為社交媒體在政治進程中發揮著越來越大的作用。"來源:cnBeta

哈佛科學家創造微型機器人:模仿螳螂蝦的「彈簧鐵拳」機制

據媒體報導,螳螂蝦是世界上攻擊速度最快的動物物種之一,但其如何產生這些致命的、超快速的運動,長期以來一直讓生物學家著迷。哈佛大學的科學家們現在已經建立了一個模擬這種攻擊方式的機制,他們認為這可能會給人類技術帶來新的能力。 ...

日本科學家用3D列印技術創造出有大理石花紋效果的和牛培育肉

據媒體報導,日本科學家發表了一項新的研究,詳細介紹了利用3D列印技術成功製造出有大理石花紋效果的和牛牛肉。製造出來的肉製品包含了蛋白質、脂肪,甚至血管等。研究人員稱,這樣的「培育」牛排比傳統的同類產品更環保。 資料圖 和牛是來自日本的一種價格昂貴、備受追捧的牛肉品種;由於肌肉組織中廣泛的脂肪大理石花紋,使其具有獨特的質地,因此與便宜的同類產品有所不同。雖然牛肉仍然很受歡迎,但養牛已經被正確地批評為一種不可持續的活動,導致了氣候問題。 在實驗室中培育的肉類,被認為是未來解決飼養牲畜所帶來的氣候和環境問題的方法。盡管該技術在過去幾年裡有了大幅提高,但3D列印的牛排仍然經常缺乏實際動物收獲的牛肉的復雜細胞結構。 大阪大學的研究人員在他們的新研究中解決了這個問題,報告說他們能夠使用3D列印方法生產出具有真實細胞結構的的合成牛肉。兩種類型的牛干細胞被用作該過程的一部分,它們被培育出來,然後用生物列印技術製造出來。 「通過改進這項技術,不僅可以復制復雜的肉結構,比如美麗的和牛牛肉,但也要對脂肪和肌肉成分進行細微調整,」資深作者Michiya Matsusaki說。也就是說,客戶可以根據口味和健康考慮,訂購具有所需脂肪量的培養肉。來源:cnBeta

小島秀夫表示要繼續創造 除非他的大腦「停止工作」

著名遊戲設計師小島秀夫在前天慶祝了自己58歲的生日,並在Twitter上為粉絲發布了幾條推文。在他58歲生日之際,這位《合金裝備》的創造者表示要繼續創造,直到他的大腦「停止工作」。 小島比湯姆·克魯斯小一歲,和布拉德·皮特年齡相仿。大批粉絲在Twitter上祝福他,許多人還寫下了自己多麼喜歡他的遊戲,如《合金裝備》和《死亡擱淺》。 小島目前在做什麼仍然是個謎,最近關於他的秘密項目《遺棄》的傳言更是如此。另一方面,小島秀夫可能會為他的下一款遊戲與Xbox簽署協議——傑夫·格拉布相信他即將簽約。 來源:3DMGAME

科學家捕捉螞蟻在巢穴中創造穩定「隧道」的過程:像人類玩層層疊遊戲

據媒體報導,螞蟻是驚人的挖掘者,它們建造了精心設計的巢穴,其中有多層由錯綜復雜的「隧道」網絡連接,有時深度達到25英尺。現在,來自加州理工學院的一個科學家小組利用X射線成像技術,捕捉到了螞蟻如何建造「隧道」的過程。科學家們發現,螞蟻已經進化到能夠直觀地感覺到它們可以移除哪些穀物顆粒,同時保持結構的穩定性,這很像在玩「層層疊」(Jenga)積木遊戲時移除單個積木。該團隊在發表於《美國國家科學院院刊》的一篇新論文中描述了他們的工作。 對群體行為感興趣的科學家們幾十年來一直在研究螞蟻。這是因為,作為一個群體,螞蟻的行為就像一種顆粒介質。幾只相隔很遠的螞蟻的行為就像單個螞蟻。但是把足夠多的螞蟻緊緊地擠在一起,它們的行為就更像一個單元,同時表現出固體和液體的特性。螞蟻可能是擁有微小大腦的小動物,但是這些社會性昆蟲能夠集體地將自己組織成一個高效的社區,以確保蟻群的生存。 幾年前,法國土魯斯高等研究所的行為生物學家Guy Theraulaz和幾位同事將螞蟻的實驗室實驗和計算機建模相結合,確定了支配螞蟻隧道行為的三個簡單規則。簡而言之。(1) 螞蟻以恆定的速度拾取穀物(大約每分鍾兩粒);(2) 螞蟻優先在其他穀物附近丟棄它們的穀物,以形成支柱;以及(3) 螞蟻通常在被其他螞蟻處理後選擇帶有化學信息素的穀物。Theraulaz等人根據這三條規則建立了一個計算機模擬,並發現一周後,他們的虛擬螞蟻建立了一個與真實螞蟻窩非常相似的結構。他們得出的結論是,這些規則產生於個體螞蟻之間的局部互動,不需要中央協調。 最近,2020年的一篇論文發現,螞蟻群中如何出現分工的社會動態類似於人類社會網絡中的政治兩極化發展。螞蟻也擅長調節自己的交通流。喬治亞理工學院的 Daniel Goldman領導的研究小組在2018年的一項研究調查了火蟻如何在不造成「交通堵塞」的情況下優化其挖隧道的努力。該小組得出結論,當一隻螞蟻遇到其他螞蟻已經在工作的隧道時,它就會撤退去尋找另一條隧道。而且在任何時候,只有一小部分的蟻群在挖掘。30%的螞蟻做了70%的工作。 喬治亞理工學院David Hu的生物運動小組也對火蟻進行了研究。2019年,他和他的同事報告說,火蟻能夠主動感知作用在其浮筏上的力量變化。螞蟻能識別流體流動的不同條件,並能相應地調整它們的行為,以保持筏子的穩定性。在河水中移動的槳會產生一系列旋轉的渦流(被稱為渦流脫落),導致螞蟻筏子旋轉。這些漩渦還可以對蟻筏施加額外的力量,足以使其破裂。作用在蟻筏上的離心力和剪切力的變化都相當小--可能是正常重力的2%到3%。然而,不知何故,螞蟻可以用它們的身體感知這些微小的變化。 這篇最新的論文集中於西方收獲蟻(Pogonomyrmex occidentalis),因為它們對毫米級的土壤顆粒具有多產的挖掘能力而被選中。研究合著者José Andrade是加州理工學院的一名機械工程師,在看到蟻穴藝術的例子後,他受到了探索隧道螞蟻的啟發。這些作品是通過將某種熔化的金屬、石膏或水泥倒入蟻丘,流經所有的隧道並最終變硬。然後,周圍的土壤被移除,露出最後的復雜結構。安德拉德印象非常深刻,他開始懷疑螞蟻是否真的"知道"如何挖掘這些結構。 Andrade與加州理工學院生物工程師 Joe Parker 合作開展了這個項目;Parker的研究重點是螞蟻與其他物種的生態關系。「我們無法采訪任何螞蟻,問它們是否知道自己在做什麼,但我們確實從假設開始,它們以一種故意的方式挖掘,"Andrade說。"我們假設,也許螞蟻在玩Jenga遊戲。」 換句話說,研究人員懷疑螞蟻在土壤中尋找鬆散的穀物來移除,就像人們從Jenga積木塔中尋找鬆散的積木來移除一樣,將關鍵的承重部分留在原地。這些積木是所謂的"力鏈"的一部分,用於將積木(或粒狀土壤顆粒,在蟻穴的情況下)卡在一起,創造一個穩定的結構。 在他們的實驗中,Andrade和他的同事將500毫升Quikrete土壤與20毫升的水混合,並將混合物放在幾個小杯的土壤中。這些杯子的大小是根據它們可以被放置在CT掃描儀內的方便程度來選擇的。通過試驗和錯誤--從一隻螞蟻開始,逐漸增加數量--研究人員確定了達到最佳挖掘率所需的螞蟻數量。 研究小組在螞蟻開鑿隧道時,每10分鍾進行一次4分鍾的半解析度掃描,以監測它們的進展。從所得到的3D圖像中,他們為樣品中的每一個顆粒創建了一個"數字頭像",捕捉每一個顆粒的形狀、位置和方向--所有這些都能顯著影響土壤樣品中的力的分布。研究人員還能夠通過比較在不同時間段拍攝的圖像,弄清每顆顆粒被螞蟻清除的順序。 在勤奮地挖掘隧道時,螞蟻們並不總是合作。Andrade說:「它們有點反復無常。它們想什麼時候挖就什麼時候挖。我們會把這些螞蟻放在一個容器里,有些螞蟻會立即開始挖掘,它們會取得驚人的進展。但是其他的--這將是幾個小時,它們根本就不挖。還有一些會挖一會兒,然後停下來休息一下。」 Andrade和Parker在他們的分析中注意到一些新出現的模式。例如,螞蟻通常沿著杯子的內側邊緣挖掘--這是一個有效的策略,因為杯子的側面可以作為隧道結構的一部分,為螞蟻節省了一些精力。螞蟻們還喜歡用直線來挖隧道,這是一種優化效率的策略。而且,螞蟻們傾向於盡可能陡峭地挖掘隧道。在像土壤這樣的顆粒狀介質中,最陡峭的極限被稱為"傾角";超過這個角度,結構就會坍塌。不知何故,螞蟻能感覺到這個臨界點,確保它們的隧道永遠不會超過俯仰角。 至於潛在的物理學,研究小組發現,當螞蟻移開土壤顆粒來挖掘它們的隧道時,作用在結構上的力鏈從隨機分布中重新排列,在隧道外形成一種襯墊。這種力的重新分配加強了隧道現有的牆壁,並緩解了隧道末端的穀物所施加的壓力,使螞蟻更容易移除這些穀物以進一步延長隧道。 Parker說:「在工程學和螞蟻生態學中,螞蟻如何建造這些持續幾十年的結構一直是個謎。事實證明,通過以我們觀察到的這種模式移除穀物,螞蟻在向下挖掘時從這些圓周力鏈中受益。螞蟻敲擊單個穀物以評估施加在它們身上的機械力。」 Parker認為這是一種行為算法。他說:「這種算法並不存在於一隻螞蟻之中。這是所有這些『工人』像一個超級有機體一樣行動的這種新興的群體行為。這種行為程序如何在所有這些螞蟻的小腦中傳播,是我們無法解釋的自然世界的一個奇跡。」 來源:cnBeta

科學家創造帶「內置傳感器」的生物材料 為可自我修復的建築材料奠定基礎

據媒體New Atlas報導,如果你的房子可以通過簡單的「自我修復」來應對其結構梁的斷裂,或者橋梁可以在出現裂縫時自行修補,會怎麼樣?盡管聽起來還不太現實,但越來越多的科學家正致力於所謂的「生物材料」,有朝一日可能會實現這樣的功能。倫敦帝國理工學院的一個新例子將這種類型的思維應用於能夠修復自身損傷的微小3D建築塊。 在生物材料研究的一個領域,我們看到相當多的活動涉及混凝土,研究表明細菌可以嵌入材料中,並通過發芽和產生石灰石或特殊膠水來填補裂縫來應對水的損害。另一項倡議甚至看到了"生物公寓"的建立,在那裡,生物材料的樣本將被換來換去,以觀察它們的表現。 美國海軍研究局倫敦辦事處的派屈克-羅斯博士說:「我們面臨的挑戰是模仿和結合生物學所能提供的獨特功能,」該辦事處幫助資助了這項新研究。「我們不僅試圖模仿這些系統,而且要對生物進行工程設計,使其具有更多的特徵,在不直接干預的情況下更適合我們所尋求的需求。最終,我們希望增加產品的使用壽命,在肉眼可見的問題出現之前預防系統的故障,並讓材料自己『思考』。」 這項新研究的作者著手開發工程生物材料(ELMs),它可以通過一個受生物啟發的感知和響應系統來修復自己的損壞。這將建立在該小組早先在類似材料上的工作基礎上,這些材料可以檢測它們周圍的變化,開發的版本可以發揮更積極的作用,並作為多用途的構件用於各種用途。 研究報告的作者湯姆-埃利斯教授說:「在過去,我們已經創造了帶有內置傳感器的生物材料,可以檢測環境線索和變化。現在,我們已經創造了能夠檢測損害並通過自我癒合對其作出反應的生物材料。」 這是從名為Komagataeibacter rhaeticus的細菌開始的,這些細菌通過基因工程產生了形狀像球體的螢光細胞培養物,被恰當地稱為球狀體。然後這些三維球狀體可以像積木一樣被排列成各種形狀和圖案,研究小組在一種叫做細菌纖維素的天然結構材料中對它們的自我修復能力進行了測試。 細菌纖維素是一種由一些細菌合成的類似支架的材料,在一些行業中具有廣泛的潛力,可用於高強度的紙張、揚聲器中的過濾器和醫療中的傷口敷料。科學家們在一層厚厚的細菌纖維素上打了孔,然後將他們的球狀體植入空隙中。經過三天的培養,這些球狀體修復了損傷,並恢復了原始材料的一致性和外觀。 埃利斯說:「通過將球狀體放入受損區域並孵化培養物,這些塊狀物既能『感知』損害,又能重新生長出材料來修復它。」 科學家們設想有一天將球狀體整合到建築材料中,使其具有自我修復的能力。這可能會導致擋風玻璃自行修復裂縫,飛機自行修復機身,或道路上的坑洞自行密封。這樣的未來還很遙遠,但科學家們正在通過將他們的球狀體與海綿、木材和棉花等材料融合來實現這一目標。然而,該技術更短期的應用是在醫療領域。 「我們的發現開辟了一種新的方法,生長出來的材料可以作為具有不同功能的模塊使用,比如在建築方面。」研究第一作者Joaquin Caro-Astorga博士說:「我們目前正在研究在球狀體中容納其他生物體,這些生物體可以與生產纖維素的細菌共同生活。由此可能產生的生物材料是多種多樣的:例如,通過分泌醫學相關蛋白質的酵母細胞,我們可以產生傷口癒合膜,其中激素和酶由繃帶產生,以改善皮膚修復。」 這項研究發表在《自然通訊》雜志上。來源:cnBeta

「十年一劍」《黑帝斯》:在死亡中尋找意義,在重復中創造奇跡

當2020年9月17日《黑帝斯》(Hades)結束兩年的 Early Access 搶先體驗開發,正式發布 1.0 版本的時候,它已斬獲無數媒體好評,在 Steam 這樣眾口難調的平台上,竟也有高達 98% 壓倒性好評率。這款2018年在 TGA 頒獎禮上公布的作品,最終也獲得了 TGA 2020 包括「年度游戲」在內的 8 項提名,最終榮獲 TGA 2020 最佳獨立游戲和 2020 年度最佳動作游戲,還斬獲了 IGN 等重量級媒體的「2020年度游戲」大獎。盡管有人覺得《黑帝斯》「不配」,Metacritic...

谷歌創造的時間晶體會成為量子計算的曙光嗎?

8月13日消息,日前谷歌研究人員利用Sycamore量子計算機創造出毫秒級的時間晶體。研究人員表示,這種新物相突破了現行物理學,或將大幅提高計算機處理能力。如果一切順利的話,量子計算領域有望迎來新突破。時間晶體聽起來就像科幻電影里的玄妙概念,可以打開通往不同宇宙的通道。漫威電影中的「時間石」就能夠控制過去、現在和未來。 雖然這仍是一個幻想,但科學家們多年來已經成功在微觀尺度上創造出時間晶體。這並不能驅動星際飛船,而是有望為超強大的量子計算機提供能量。 「時間晶體就像是建造量子計算機道路上的一個休息站,」加州大學伯克利分校分子物理學家姚穎(Norman Yao)說。 谷歌聲稱,其已經與史丹福大學和普林斯頓大學的物理學家合作開發出一種「可擴展方法」,能夠利用公司的Sycamore量子計算機來創造時間晶體。 上個月,這個由100名科學家組成的研究團隊在研究共享平台Arxiv.org上發表了一篇論文,詳細描述他們用20個量子位元組成的陣列創造出時間晶體。根據這篇論文的說法,科學家在實驗中應用讓量子位元上下自旋的算法,從而產生一個可以持續「無限長時間」的可控系統。 時間晶體由空間中的原子在時間上以重復模式排列而成。這種設計使它們能夠能量守恆的情況下隨時間演化。由於整個時間晶體的持續演化,因此也不需要太多能量輸入就能維持自身的穩定性。這種新物相可能對原本依賴極其脆弱量子位元的量子計算機有用。 目前量子計算機中的量子位元容易出錯,也非常脆弱,研究人員很難對其進行控制和干預。姚穎則表示,時間晶體可能會引入一種維持量子計算的更好方法。 此外,這項工作所涉及的領域也是物理學家長期以來希望取得突破的領域。 「結果將是驚人的:你打破了熱力學第二定律,」這篇論文的合著者羅德里希·莫斯納(Roderich Moessner)說道。 2012年,諾貝爾獎得主物理學家弗蘭克·威爾切克(Frank Wilczek)最早提出了時間晶體的概念,他起初懷疑原子能否可以像普通晶體中那樣在時間軸上以重復模式排列。 從本質上講,威爾切克是想知道一個封閉系統是否能夠以重復方式旋轉、振盪或運動。多年來,世界各地的研究人員或多或少在驗證威爾切克的觀點。 隨著時間推移,時間晶體的定義擴大到包括受震動、攪拌或雷射轟擊等外部影響而激活的物體。 威爾切克說,「這個定義並不確定。但如果你想稱它為一種新的物質狀態,你會希望它是自發進行的,而不是受到外部影響。」 早期的驗證實驗用雷射泵送離子,使其人為發生振盪。威爾切克補充說,這種方法有用,但難以擴展和復現。 到2017年,哈佛大學和馬里蘭大學的科學家們透露,他們在低溫實驗室中創造出微觀尺度的時間晶體。最近,荷蘭代爾夫特理工大學一個研究團隊也公布了他們利用鑽石構建時間晶體的方法。 科學家們說,大可以把時間晶體想像成能打破熱力學第二定律的永動機。時間晶體也是第一種自發打破「時間平移對稱性」的東西。 威爾切克稱,雖然谷歌研究工作只創造出毫秒級的時間晶體,但是這項研究看起來很有希望。他補充說,假設一旦硬體更先進,由此產生的時間晶體將能夠持續更長時間。 「沒有什麼是永恆的,即使是鑽石中的質子最終也會衰變,」威爾切克說。「如果你能製造出一種可以持續數百萬次或數千次周期的時間晶體,就能支持對環境敏感的技術。即使它並不完美,你也可以做很多事情。」(辰辰)來源:cnBeta

研究人員創造了一種可以感知暗物質的量子晶體

美國國家標准與技術研究所(NIST)的物理學家創造了一種新的量子晶體,他們認為可以用它來感知暗物質。物理學家們通過糾纏一個小型藍色晶體的機械運動和電子特性來創造這種晶體。糾纏使晶體具有測量電場的量子優勢,其靈敏度創下新高,以至於可以增強我們對宇宙的理解。 他們開發的晶體包含150個被困在磁場中的鈹離子。這些離子自我排列成一個扁平的二維晶體,直徑只有200萬分之一米。參與該項目的科學家們認為,這種類型的量子傳感器有可能探測到來自暗物質的信號。 暗物質是一種極其重要而又神秘的物質,科學家們一直希望了解更多。理論表明,暗物質可能是亞原子粒子,通過一個弱的電磁場與正常物質相互作用。研究人員認為他們的量子晶體可以在暗物質存在的情況下通過揭示晶體中離子自旋之間的集體變化而移動。 晶體的振動激發可以通過監測這些離子的集體自旋的變化來測量。測量自旋表明振動激發的程度,這被稱為位移。該傳感器可以測量具有相同振動頻率的外部電場,其靈敏度是以前製作的任何原子傳感器的十倍以上。 在他們的實驗中,研究小組在測試過程中對晶體施加了一個弱電場以激發它。高級論文作者John Bollinger說,離子晶體可以檢測到某些暗物質類型,如軸子和隱藏的光子通過弱電場與正常物質互動。暗物質形成背景信號,其振盪頻率取決於暗物質粒子的質量。在過去十年中,研究人員利用超導電路尋找該類型的暗物質,被困離子的運動提高了不同頻率范圍內的敏感程度。來源:cnBeta

科學家在陸地條件下創造出了金屬水「黃金凝滴」

據媒體報導,純淨水不是電的良導體。事實上,它是一種電絕緣體。比如為了導電,水必須含有溶解的鹽,然而這種電解質的導電性相對較低,比金屬的導電性低幾個數量級。那麼有沒有可能產生像銅線一樣導電的水? 科學家們假設這可能發生在大型行星的核心,那裡的高壓將水分子壓縮到它們的電子層開始重疊的程度。目前,在地球上產生這種壓力則超出了人類的能力,因此假定在可預見的未來,在陸地條件下制備金屬水仍是一個難以實現的目標。然而由布拉格有機化學和生物化學研究所(IOCB)的Pavel Jungwirth領導的一個國際研究小組開發了一種新方法,他們成功地在陸地條件下能夠持續幾秒鍾生成金屬水。他們的論文最近發表在《自然》上。 利用巨大的壓力從水中提鍊金屬的想法並不新鮮。原則上,水分子應該可以壓縮到一定程度進而使它們的電子層開始重疊並形成一個類似於金屬材料中的傳導帶。在大型行星的內核中可以找到所需的50Mbar(即約是地球表面的5000萬倍)的壓力,但我們在地球上的條件下尚不能達到這一壓力。 電子溶解 最近,Jungwirth的團隊跟南加州大學、Fritz Haber研究所及其他研究所的研究人員合作開發了一種方法,這種方法可以使他們能夠在無需高壓條件制備出金屬水。該方法建立在早期Pavel Jungwirth小組對鹼金屬在水和液氨中的行為的研究之上。受鹼金屬-液態氨溶液(高濃度時表現得像金屬)工作的啟發,研究人員決定嘗試創造一個傳導帶,不是通過壓縮水分子而是通過大量溶解從鹼金屬中釋放的電子。然而在這樣做的過程中,他們必須克服一個基本的障礙:鹼金屬一接觸到水就會立即爆炸。 「往水中扔鈉是學校里最受歡迎的實驗之一,YouTube上也有很多視頻。眾所周知,當你把一大塊鈉扔進水裡,你得到的不是金屬水,而是立即發生的實質性爆炸,進而摧毀你的儀器,」Jungwirth說道,「為了遏制這種強烈的、出於實驗室目的而不是適得其反的化學反應,我們採取了相反的方法;我們不是把鹼金屬加到水中而是把水加到金屬中。」 金屬水「黃金凝滴」 研究人員在一個真空室中將一滴鈉鉀合金暴露在少量水蒸氣中,水蒸氣開始在其表面凝結。從鹼金屬中釋放出來的電子溶解在表面的水層中,其速度快於導致爆炸的化學反應。它們有足夠的數量來克服形成傳導帶的臨界極限從而產生金屬水溶液,其中除了電子還包含溶解的鹼陽離子和化學形成的氫氧根和氫。 Jungwirth表示:「多虧了這一點,我們得以創造出一層薄薄的金色金屬水溶液,它能持續幾秒鍾,這足以讓我們不僅能用肉眼看到它還能用光譜儀測量它。我們或多或少是在我們布拉格研究所的一個小實驗室里臨時組裝了必要的設備,那裡也是第一批實驗發生的地方。然後,我們利用柏林同步加速器上的X射線光電子能譜獲得了金屬水存在的關鍵證據。」 布拉格IOCB的研究人員及其同事的研究不僅表明金屬水可以在陸地條件下制備,而且還提供了跟其美麗金色金屬光澤相關的光譜特性的詳細表徵。 來源:cnBeta

萊斯大學的研究人員為糖尿病患者創造了一種能產生胰島素的植入物

萊斯大學的生物工程師們利用3D列印和智能生物材料,為1型糖尿病患者創造了一種能產生胰島素的新型植入物。這一突破是研究人員與青少年糖尿病研究基金會之間為期三年的合作的結果。研究人員使用由人類干細胞製成的產生胰島素的β細胞,創造了一種能夠感知和調節血糖水平的植入物,在特定時間內以正確的胰島素量作出反應。 研究人員Omid Veiseh和Jordan Miller已經在這個項目上工作了十多年。Veiseh說,要再現胰腺的正常工作,需要有血管。胰腺有很多血管和細胞,它們以特定的方式組織,研究人員希望列印出這樣與自然界中存在的對應組織。 1型糖尿病是一種自身免疫性疾病,會導致胰腺停止產生胰島素。胰島素是一種控制血糖水平所需的荷爾蒙,在美國約有160萬人患有1型糖尿病,每天有100多個病例被診斷出來。要控制病情需要通過注射胰島素來管理,但在日常飲食、運動和其他活動中穩定管理胰島素注射一直被認為是困難的。 研究人員的目標是證明他們的植入物能夠正確調節糖尿病小鼠的血糖水平,至少持續六個月。要做到這一點,需要他們設計出能夠快速響應血糖變化的β細胞。理想情況下,產生胰島素的細胞距離血管不超過100微米。他們通過先進的3D生物列印技術和宿主介導的血管重塑,將預血管化結合起來。 這種組合使每個植入物都有幾次與宿主融合的機會。植入物中產生胰島素的細胞將受到一種水凝膠配方的保護,這種配方已被證明能有效地將細胞處理方法封裝在珠子大小的球體中。它們的孔隙小到足以讓裡面的細胞不被免疫系統攻擊,同時又大到足以讓營養物質進入和胰島素從細胞中流出。來源:cnBeta

天文學家利用ALMA數據觀察星系氣體的再創造

科學家們在一項新的研究中利用了使用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)收集的數據,這些信息表明,以前被轉移的氣體可以重新聚集到星繫上。這一過程可以延緩星系因沖壓壓力剝離而死亡的過程,並可以創造出更能抵抗其影響的獨特結構。 研究員William Cramer說,以前關於星系的沖壓壓力剝離的大部分工作都集中在被剝離出星系的材料上。在這項新的研究中,研究人員發現一些氣體像迴旋鏢一樣移動,被噴射出去,但又繞了一圈,落回它的來源。這項研究是基於哈勃和ALMA以非常高的解析度收集的數據,使研究人員能夠研究這一現象。 Ram壓力剝離是一個取代星系內部氣體的過程,使它們沒有形成新恆星所需的材料。當星系在它們的星系團中移動時,被稱為星系團內介質的熱氣體就像一股風一樣,將氣體從行進中的星系中推出。隨著時間的推移,曾經活躍的恆星形成的星系會因此而「餓死」。 Ram壓力剝離可以加速星系的正常生命周期,並改變其內部分子氣體的數量。這意味著這個過程對研究星系的生命、成熟和死亡的科學家來說是有意義的。此前,在模擬中已經看到,並非所有被沖壓壓力剝離推動的氣體都能逃出星系,氣體必須達到逃逸速度才能完全逃離星系而不回落。 正在觀察到的再生成是來自於被沖壓壓力剝離推出星系的氣體雲,它們沒有達到逃逸速度。研究員傑夫-肯尼說,當試圖預測銀河系將以多快的速度停止形成恆星並轉變為一個紅色或死亡的星系時,必須考慮沖壓壓力在剝離氣體方面的有效性。擁有這種性質的證據意味著對星系的生命周期有更准確的時間安排。來源:cnBeta

鋰電池發明者創造了一種新塗層來改善電池的壽命

鋰電池在長時間使用之後,續航能力會明顯下將。這主要是因為在電池循環過程中形成的雜質導致的,現在諾貝爾獎獲得者、可充電鋰電池的發明者領導的一個團隊可能已經找到了這個問題的解決方案--新型塗層。 在鋰電池循環過程中,這些雜質會累積在電池富鎳陰極中。而在鋰電池中,鎳雖然是能量密度的關鍵,但同時它也是不穩定的。這導致在第一次充電和放電循環期間在陰極表面形成雜質,這反過來又使電池的存儲容量立即減少 10% 到 18%。此外,鎳在陰極結構的表面下產生了不穩定性,隨著時間的推移,這也開始降低電池的存儲容量。 2019 年,斯坦利·惠廷安(Stanley Whittingham)與其他兩位科學家因在 1970 年代開發鋰離子電池而獲得諾貝爾化學獎。此後,這項技術已經取得了長足的進步,但包括 Whittingham 在內的研究人員仍在努力通過實驗不同的材料來改進它們,而作為陰極的一個有希望的材料是一種名為 NMC 811 的鎳錳鈷材料。 在 Whittingham 的帶領下,由紐約州立大學賓漢姆頓分校、能源部和橡樹嶺國家實驗室的研究人員組成的團隊對 NMC 811 進行了多項化學研究。希望這將防止陰極中的不穩定性,研究人員通過 X 射線和中子衍射研究對這一點進行了調查。 研究者 Hui Zhou 表示:「中子很容易穿透陰極材料,揭示出鈮和鋰原子的位置,這為更好地了解鈮的改性過程是如何工作的。中子散射數據表明,鈮原子穩定了表面以減少第一周期的損失,而在更高的溫度下,鈮原子取代了陰極材料內部更深的一些錳原子以提高長期的容量保持」。 通話這種鎳錳鈷材料,在首次充電循環中就能減少容量損失。最終,它也提供了更好的長期性能,導致在250個充電周期內容量保持率達到 93.2%。科學家們認為新的電池設計有很大的潛力,特別是在高密度存儲是一個優先事項的情況下,例如在電動運輸領域。 Whittingham...

NASA:帶有等離子體推進器的立方體衛星可能創造新的深空記錄

據媒體報導,美國宇航局(NASA)的多個有效載荷將與獵戶座飛船一起搭乘太空發射系統(SLS)火箭升空。這些次級有效載荷中的兩個將是為深空設計的立方體衛星,包括一個配備等離子推進器的立方體衛星。根據該航天局的說法,這顆微型衛星將利用電磁波在太空中推動自己......而且它可能在這個過程中創造一個新的記錄。 NASA比以往任何時候都更接近發射其獵戶座飛船和SLS火箭的第一次綜合飛行測試,這兩個組合構成了其深空探測系統。第一次飛行將被稱為Artemis I,它將包括攜帶13顆微型衛星進入太空。 在最近關於這個計劃的更新中,NASA透露,還有兩顆立方體衛星已經准備好在這次發射中出行:Team Miles立方體衛星和日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的EQUilibriUM月地點6U太空飛行器(EQUULEUS)立方體衛星。這兩顆衛星都將被連接到獵戶座的級適配器上。 Team Miles的立方體衛星來自 Miles Space公司,是在NASA的立方體探索挑戰下製造的;它將使用等離子體推進器來測試這種深空推進方法。一台機載計算機將自主地操作這顆衛星,它還將具有一個用於地球上通信的無線電。 NASA表示,假設這顆立方體衛星被證明是成功的,它將設法比任何其他人類製造的飛船旅行更遠的距離,即5960萬英里。作為參考,這將是地球和火星之間距離的近兩倍。與此同時,日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)的立方體衛星將拍攝地球等離子層的照片。來源:cnBeta

科學家找到實驗室環境下創造反物質的簡單新方法

現代宇宙學的一些重要謎團都和反物質有關。但反物質很難被研究,這是因為它非常罕見,而且很難在實驗室環境下產生。不過現在,一個物理學團隊概述了一種創造反物質的簡單新方法,通過向對方發射兩個雷射器來模擬中子星附近的條件,將光轉化為物質和反物質。 反物質(英語:antimatter)在粒子物理學中是反粒子概念的延伸(非物質),反物質是由反粒子構成的,如同普通物質是由普通粒子所構成的。例如一顆反質子和一顆反電子〈正電子〉能形成一個反氫原子,如同電子和質子形成一般物質的氫原子。 物質與反物質的結合,會如同粒子與反粒子結合一般,導致兩者湮滅,且因而釋放出高能光子(伽馬射線)或是其他能量較低的正反粒子對。正反物質湮滅所造成的粒子,賦予的動能等同於原始正反物質對的動能,加上原物質靜止質量與生成粒子靜質量的差,後者通常占大部分。 這理論上應該在數十億年前摧毀宇宙,但顯然這沒有發生。那麼,物質是如何占據主導地位的?是什麼讓天平向它傾斜的?或者說,所有的反物質都去哪兒了? 但遺憾的是,反物質的稀缺性和不穩定性使它難以被研究以幫助回答這些問題。它在極端條件下自然產生,如雷擊,或在黑洞和中子星附近,以及在大型強子對撞機等巨大設施中人工產生。 但是現在,研究人員已經設計了一種新的方法,可以在較小的實驗室里生產反物質。雖然該團隊還沒有建造該設備,但模擬顯示該原理是可行的。 這個新設備涉及到向一個塑料塊發射兩個強大的雷射器,一個從兩側以鉗形運動的方式發射。這個塊狀物上將有縱橫交錯的微小通道,寬度僅有微米。當每個雷射器擊中目標時,它加速了材料中的電子雲,並使它們射出--直到它們與另一個雷射器射出的電子雲碰撞。 模擬圖像顯示了等離子體(黑色和白色)的密度在被來自兩側的強大雷射擊中時如何變化。顏色代表它們碰撞時產生的不同能量的伽馬輻射。 這種碰撞產生了大量的伽馬射線,而且由於通道極其狹窄,光子也更有可能相互碰撞。這反過來又產生了物質和反物質,特別是電子和它們的反物質等價物--正電子的陣雨。最後,該系統周圍的磁場將正電子集中到反物質束中,並將其加速到極高的能量。 這項研究的作者 Alexey Arefiev 說:「這種過程很可能發生在脈沖星的磁層中,即快速旋轉的中子星的磁層。有了我們的新概念,這種現象可以在實驗室中進行模擬,至少在某種程度上,這將使我們能夠更好地理解它們」。 該團隊表示,新技術非常高效,產生的正電子比單一雷射器多10萬倍,而且輸入的雷射器一開始就不需要那麼強大。由此產生的反物質光束可以在僅僅50微米的空間內達到1千兆電子伏特(GeV)的能量,這通常需要大型粒子加速器。 該研究發表在《Communications Physics》雜志上。 資料來源:Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf來源:cnBeta

《星際戰甲》的TennoCon 2021創造了兩項新的記錄

第六屆TennoCon於7月17日圓滿舉辦,來自世界各地的《星際戰甲》粉絲有機會聚集在Twitch上觀看大會的直播。直播中包括了將於今年晚些時候發布的遊戲新擴展內容「The New War」的30分鍾演示。在TennoCon 2021上,開發商DE還宣布《星際戰甲》將很快支持所有平台的跨平台遊戲和進程同步,確保玩家無論在哪個平台上都能與朋友一起享受遊戲。同時,DE還表示移動設備上的《星際戰甲》也在開發中。 在有關該活動的新聞稿中,DE透露該打會打破了玩家的出席記錄,而除此之外TennoCon的參與者還打破了另外兩項記錄:該遊戲的同時在線玩家數和Twitch直播的收視率。TennoLive Relay活動為《星際戰甲》玩家提供了新內容的遊戲內互動預覽,數十萬的玩家登陸遊戲參與其中,將遊戲推入了Steam免費遊戲在線玩家峰值的前十名。 在Twitch上,TennoCon的The New War擴展遊戲預覽吸引了超過540,000名玩家同時觀看,使得該直播成為有史以來觀看次數最多的該遊戲直播,也是迄今為止參加人數最多的TennoCon活動。收看直播的玩家將獲得各種獨家遊戲內獎勵。 現在《星際戰甲》可以在PC、PS4、PS、Switch、Xbox One和Xbox Series X/S上免費遊玩。 來源:遊俠網