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环球科学:AI发现新物理规律,纠正多年错误假设;印度将...

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发表于 2 小时前 | 显示全部楼层 |阅读模式
  · 科学事件 ·

  印度对撤稿施行国家级处罚:倒扣考评分数,直接与大学排名挂钩!

  据印度媒体The Print消息,印度负责评估全国高等教育机构的国家评估与认证委员会(National Assessment and Accreditation Council)近日宣布,将在全国高校排名评估中为论文撤稿设置扣分项。

  报道引用“撤稿观察”(Retraction Watch)网站的数据称,2023年印度以2737篇撤稿量位列全球第三,仅次于中美两国。与2017-2019年间相比,2020-2022年间印度撤稿量激增了2.5倍。抄袭、编审纠纷以及论文工厂是该国主要的撤稿原因。据悉,印度的这一负分机制将作为试点从今年的国家机构排名框架(NIRF)开始实施。有关负责人还表示,今年对撤稿的处罚将具有象征性,但从明年起体系更加完善后,处罚将更加严厉。

  目前,包含QS排名、泰晤士高等教育排名等多个国际高校排名未将撤稿因素纳入排名体系,导致一些高校虽屡现惊人撤稿量却依然能实现排名跃升。印度的国家高校排名也面临这样的问题,并在今年4月因计分系统不透明而遭到起诉。报道称,很多高校也支持将撤稿惩罚机制纳入印度高校排名体系。(The Print,“环球科学科研圈”微信公众号)

  · 人工智能 ·

  AI发现此前未知的等离子体尘埃运动规律,并纠正多年错误假设

  等离子体尘埃在宇宙中无处不在,研究它对于了解行星形成、生命起源都非常重要。在等离子体尘埃中,尘埃颗粒之间的相互作用难以理解。尘埃颗粒之间的相互作用通过等离子体环境传导,导致尘埃颗粒之间的作用力是非互易的,也就是颗粒A对颗粒B的作用和颗粒B对颗粒A的作用不一定对等。近日,一篇发表于《美国科学院院刊》(PNAS)上的论文表示,物理学家通过机器学习模型,找到了等离子体尘埃中的运动规律,并推翻了一些假设。

  物理学家设计了一套精密的3D成像系统,捕捉等离子体尘埃的运动模式,并将它直接输入专门的神经网络中。该神经网络内置了物理规则,会考虑重力、阻力和粒子间的作用力。结果,该神经网络以99%的准确率发现了对非互易力的精确描述。例如,在等离子体尘埃中,当一个粒子领先时,它会将后面的粒子拉向自己,但后面的粒子却会将领先的粒子推开。

  神经网络还纠正了一些等离子体理论的错误假设。例如,一个假设是尘埃携带的电荷会随着尺寸增加而增加,但神经网络发现,这种关系取决于尘埃颗粒周围等离子体的密度和温度。还有一个假设是尘埃颗粒之间的相互作用会随着距离呈指数减少,与自身大小无关,但神经网络发现这种衰减和粒子大小是有关的。(interestingengineering)

  · 物理学 ·

  首次捕获单个反物质量子比特,将反质子磁矩测量精度提升十倍以上

  BASE反质子阱系统示意图。图片来源:Latacz et al., Nature 2025

  大爆炸应该创造出等量的物质和反物质,而后它们彼此湮灭,使如今的宇宙空无一物。但我们存在本身就揭示了物质与反物质不对称的谜团。尽管一些实验已经揭示了部分不对称性的起源,但迄今发现的物质反物质差异,无法用于解释当前以物质为主导的宇宙。欧洲核子研究中心(CERN)的BASE实验正通过质子和反质子在相似条件下自旋行为的差异寻找不对称性。但即使对反质子的磁矩测量精度提升到1.5 ppb(10-10),仍未发现与质子磁矩的差异。这可能源于在技术上很难维持反质子的量子叠加态,从而仔细研究其特性。但最近,一项发表于《自然》(Nature)的研究在低温彭宁阱系统中首次捕获了单个反质子量子比特,并维持了约50秒的相干时间,分析得到了单个反质子自旋的相干光谱。

  相干量子跃迁谱是计量学、量子信息处理、磁力测量以及标准模型精度测试中的有力工具,可以精密测量质子和氘核磁矩,形成具有亚万亿分之一分辨率的微波激射光谱。不过此前所有这类实验都是在宏观粒子集合上进行。研究团队通过应用独特的多阱技术,使用连续斯特恩-格拉赫效应监测反质子的自旋态,并将粒子传输到精密阱的均匀磁场中,再次引入了相干动力学,并用分析阱中的量子投影测量分析结果。最终,研究团队首次观测到了单个反质子自旋的拉比振荡,并在时间序列测量中实现了自旋反转概率大于80%,自旋相干时间约为50秒。其中,单粒子自旋的共振扫描显示反转概率大于70%,跃迁线宽比以前的测量值窄16倍。这项结果表明,构建相干技术可以克服一些影响测量分辨率的因素,展示了在建立显著提高分辨率的核磁矩测量方法上迈出了关键一步。(sciencealert)

  · 分子生物学 ·

  蛋白质翻译减缓是大脑衰老的关键机制

  正常情况下,细胞内的蛋白质稳态能够防止错误折叠的蛋白聚集成有害的团块。然而,随着衰老和神经退化,细胞生产和清除蛋白质的能力逐渐失调,细胞内的蛋白质稳态会被破坏,蛋白质异常聚集,进而导致阿尔茨海默病等神经系统变性疾病。在一篇7月31日发表于《科学》(Science)的论文中,美国斯坦福大学(Stanford University)的科学家发现,蛋白质翻译减缓是衰老过程中破坏大脑蛋白质稳态的关键机制,为研发神经退行性疾病的治疗与预防手段奠定了基础。

  为了研究蛋白质稳态随衰老的变化,研究人选择了一种寿命极短、大脑衰老极快的动物模型——弗氏假鳃鳉(Nothobranchius furzeri)。研究人员对比了幼年、成年和老年的鳉鱼大脑,结果发现衰老过程中蛋白质合成出现问题的关键环节是蛋白质翻译中的延伸。在衰老的鳉鱼大脑中,负责将mRNA翻译成蛋白质的核糖体会出现碰撞和停滞现象,不仅导致蛋白质合成减少,还会引发蛋白异常聚集。研究显示,受衰老影响的蛋白质包括核糖体亚基及参与DNA修复、转录、染色质维持、RNA剪接和转运等过程的蛋白质,这解释了衰老个体为何会出现“蛋白质-转录解耦”(protein-transcript decoupling)现象,即某些mRNA水平的变化与其编码的蛋白质水平变化之间不再相关。研究人员计划进一步探究核糖体功能障碍与衰老相关神经系统变性疾病之间的关联,以及是否可能通过靶向核糖体来恢复脑细胞的蛋白质稳态,从而延缓衰老相关的认知衰退。(斯坦福大学)

  · 材料科学 ·

  高纯度六方金刚石成功合成

  高温高压合成的块体六方金刚石和六方及立方金刚石结构示意图。图片来源:中国科学院西安光学精密机械研究所条纹中心

  石墨向金刚石转变的关键科学问题。图片来源:中国科学院西安光学精密机械研究所条纹中心

  六方金刚石因其可能优于立方金刚石的强度、热学与光学性能而广受关注。然而,过去所有关于六方金刚石的“发现”都局限于极小尺寸、混相或结构不清的样品,始终无法确认其作为“真正独立材料”的存在。据中国科学院西安光学精密机械研究所消息,最近在一项发表于《自然》(Nature)的研究中,北京高压科学研究中心毛河光院士、杨文革团队与超快光科学与技术全国重点实验室、条纹相机工程中心罗端团队首次在国际上成功合成出百微米-毫米级、结构有序、高纯度的六方金刚石块体样品,结合单晶X射线衍射、高分辨电子显微成像及能谱学等多种表征手段,从不同角度全面证明了六方金刚石纯相样品的成功合成。这一成果彻底终结了自1962年理论预言以来关于六方金刚石宏观存在性的争议,使得曾经只能在宇宙陨石中偶得一见的奇异材料,终于在实验室中被复现。

  联合研究团队采用单晶石墨作为前驱体,在金刚石压砧内的准静水高压高温条件(20GPa和1400°C)下成功合成出百微米级大小、高度有序的六方金刚石三重孪晶样品。西安光机所团队依托超高时空分辨表征技术能力优势,通过原子分辨透射电镜及电子能量损失谱测量等多种手段,在原子尺度深度剖析了合成的样品,首次清晰观测到两种C-C键长(1.50? 和1.58?),揭示了其区别于立方金刚石的独特“层内+层间”混合sp?键合方式,确证其为独立、均一的纯sp?碳相。样品的维氏硬度高达110GPa,性能可媲美天然立方金刚石。借助高分辨透射电镜和电子衍射技术,研究团队首次在原子尺度上直接观察到理论预测的正交石墨(AB′堆垛)中间相,并完整捕捉了六角石墨(AB堆垛)→正交石墨→六方/立方金刚石的原子级演化路径,为“成核-生长”机制提供了直接实验证据。这些发现解决了近七十年来关于石墨-金刚石相变微观路径的核心疑问。利用原子分辨的超快电子衍射技术,团队对转角双层石墨烯进行了飞秒激光泵浦-超快电子探测实验,首次发现具有特定AA/AB'堆垛的转角石墨烯在约100fs的超快时间尺度上形成瞬态二维金刚石结构“Diaphitene”,而纯AB堆垛则未观察到此现象。这一发现展示了超快光场调控相变的独特潜能,为合成新型二维金刚石材料提供全新路径。(中国科学院西安光学精密机械研究所)

  撰写:王昱、黄雨佳、不周、时小舟

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