天文仪器中的Skipper CCD打破了宇宙观测的极限

摘要：最近，研究人员利用 4.1 米高的南方天体物理研究望远镜上的 Skipper 电荷耦合器件 (CCD)，首次利用这种技术捕捉到了天文光谱。近来，CCD 跳板技术的进步实现了精确、低噪声的天文观测，为未来宇宙学及其他领域的科学突破铺平了道路。 智利 Cerro Pachon 上的南方天体物理研究（SOAR）望远镜。资料来源：NOIRLab研究人员利用 4.1 米长的南方天体物理研究（SOAR）望远镜上的一台仪器，首次获得了使用鳍状电荷耦合器件（CCD）的天文光谱。6月16日，芝加哥大学物理学博士候选人、费米实验室能源部研究生仪器研究奖获得者埃德加-马鲁佛-比利亚潘多在日本举行的光电仪器工程师协会天文望远镜与仪器会议上介绍了这一成果。美国能源部费米国家加速器实验室的宇宙学家亚历克斯-德里卡-瓦格纳（Alex Drlica-Wagner）领导了这一项目，他说："这是Skipper-CCD技术的一个重要里程碑。这有助于降低未来使用这种技术的风险，这对能源部未来的宇宙学项目至关重要。"这是费米实验室与美国国家科学基金会NOIRLab探测器小组合作，通过实验室指导研发计划构思和启动的一个项目所取得的重要成就。实验室指导研发计划是由能源部赞助的一项国家计划，允许国家实验室在内部资助研发项目，探索新的想法或概念。CCD 于 1969 年在美国发明，四十年后，科学家们因其成就获得了诺贝尔物理学奖。这种设备是由感光像素组成的二维阵列，可将进入的光子转换成电子。传统的 CCD 是最早用于数码相机的图像传感器，尽管其精度受到电子噪声的限制，但仍是天文学等许多科学成像应用的标准。宇宙学家试图通过研究恒星和星系的分布来了解暗物质和暗能量的神秘本质。为此，他们需要先进的技术，以尽可能少的噪声看到更暗、更遥远的天体。现有的 CCD 技术可以进行这些测量，但耗时较长或效率较低。因此，天体物理学家必须要么增加信号--即在世界上最大的望远镜上投入更多时间--要么减少电子噪声。Skipper CCD 于 1990 年推出，旨在将电子噪声降低到可以测量单个光子的水平。为此，它们对感兴趣的像素进行多次测量，并跳过其余像素。这种策略使Skipper CCD 能够提高对图像感兴趣区域的测量精度，同时缩短总读出时间。2017 年，科学家们率先在SENSEI和OSCURA 等暗物质实验中使用了 skipper CCD，但最近的演示则是首次将该技术用于观测夜空和收集天文数据。3月31日和4月9日，研究人员利用SOAR积分场摄谱仪中的Skipper CCD收集了一个星系团、两颗遥远类星体、一个具有明亮发射线的星系和一颗可能与暗物质主导的超淡星系有关的恒星的天文光谱。在天体物理 CCD 观测中，他们首次实现了亚电子读出噪声，并对光学波长的单个光子进行了计数。Marrufo Villalpando 说："令人难以置信的是，这些光子从数十亿光年外的天体传送到我们的探测器，而我们可以单独测量每一个光子。"研究人员正在分析这些首次观测的数据，SOAR 望远镜上的 skipper-CCD 仪器的下一次运行计划是在 2024 年 7 月。Skipper CCD 的发明者、加利福尼亚州研究机构 SRI International 的杰出工程师 Jim Janesick 说："自 Skipper 诞生以来，几十年过去了，所以我很惊讶地看到这项技术再次焕发生机。"噪音结果令人惊叹！当我看到非常干净的亚电子噪声数据时，我从座位上站了起来。"随着用于天体物理学的鳍状 CCD 技术的首次成功演示，科学家们已经开始着手改进该技术。费米实验室和劳伦斯伯克利国家实验室开发的下一代鳍状 CCD 比目前的设备快 16 倍。这些新设备将大大缩短读出时间，研究人员已经开始在实验室对其进行测试。下一代Skipper CCD 已被确定用于未来的能源部宇宙学工作，如最近美国粒子物理学规划进程建议的光谱实验DESI-II 和 Spec-S5。此外，美国国家航空航天局（NASA）正在考虑为即将建立的宜居世界天文台（Habitable Worlds Observatory）配备跳线式 CCD，该天文台将试图探测类太阳恒星周围的类地行星。"我很期待看到这些探测器的最终用途，"2019 年加入该计划的 Marrufo Villalpando 说。"人们正在用它们做各种令人惊叹的事情；它们的用途从粒子物理学到宇宙学都有。这是一项用途广泛、非常有用的技术。"该项目由费米实验室、芝加哥大学、美国国家科学基金会 NOIRLab、美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室和巴西国家天体物理实验室的物理学家、天文学家和工程师密切合作完成。编译自/scitechdaily 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1436495.htm

15万的中国版“Model 3” 小鹏M03发布定档：超低风阻更长续航

摘要：据小鹏汽车官方，品牌新车系首车M03将于7月3日全球首秀。M03定位于紧凑型纯电轿车，被网友称为“15万级的特斯拉Model 3”，前脸采用了新能源汽车常见的封闭式格栅设计，前大灯组也采用了T字形设计，辨识度相当强，同时依然沿用了小鹏汽车LOGO。 该车尺寸为4780*1896*1445mm、轴距2815mm，并拥有还有3.31的长高比和1.31的宽高比，侧面线条富有肌肉感，而且配备了当前流行的隐藏式门把手，同时还提供星耀蓝、星瀚米全新配色方案。车尾采用了与前大灯相同的T字形尾灯设计，周围的造型也与车头设计保持，提高了车辆的整体识别度，并拥有一个微翘的小尾翼，增加了车辆的动感。值得一提的是，官方表示小鹏MONA M03的后备厢容积达到621L，并标配电动掀背尾门，尾门开口高度为1136mm，同时其风阻系数仅为0.194，成为了风阻最低的全球量产纯电掀背轿车。据悉，小鹏M03拥有近1米长的主动式进气格栅（AGS），可将风阻降低0.023Cd，同时还配备有导风后护板、地风阻弧形气坝、低风阻轮毂、流媒体后视镜、气动流线鸭尾等，以上种种设计，让小鹏M03续航里程最高提升60公里。工信部申报信息显示，这款车至少将提供两种动力版本，分别搭载140kW电动机和160kW电动机，全系匹配磷酸铁锂电池，售价围绕15万元展开，并且具备小鹏的高阶智驾能力，同级具有不错的优势。 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1436496.htm

友商开始用铝代替铜 董明珠怒斥：耐久性、稳定性肯定缩水 格力不轻易跟进

摘要：近日，董明珠公开表示，没有百分之百的把握之前，格力就绝对不会使用铝代铜。格力电器2023年度股东大会上，针对今年来铜价上涨对企业毛利的影响，格力电器董事长兼总裁董明珠回应说：“我们了解到，现在已经有部分空调企业开始用铝代替铜作为原材料。目前来看，如果采用铝来替代，它的耐久性和稳定性现在不敢保证。所以，在没有百分之百的把握之前，格力就绝对不会使用铝代铜。” 董明珠说：“质量永远是第一个考量标准，而不是把成本摆在第一位。在质量同等条件下，我们才可以考虑成本问题。今年铜的涨价对格力有压力，但要想做一个好的企业，就要对国家负责，要对股民负责，同时也要对员工负责。”在董明珠看来，企业要可持续发展，就不能急功近利。格力对每个产品部件的要求都非常严谨，一直把质量摆在第一标准。明年换届也许自己会退休，但给后面人留个烂摊子可不行啊！值得一提的是，这也是董明珠罕见地主动谈及退休话题，虽然只是一种假设。放在过去，市场对董明珠退休以及格力电器“接班人”的话题一直保有热度。执掌格力电器十余年，董明珠个人目前也已经有70岁。相关文章:董明珠：格力是一个负责的企业 争取每年分红不会动摇 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1436497.htm

科学家发现婴儿大脑与人工智能模型惊人相似

摘要：一项新的研究表明，婴儿的大脑并不像以前认为的那样不成熟；相反，他们利用出生后的"无助期"来开发基础模型，类似于驱动人工智能生成的模型。这项由都柏林圣三一学院神经科学家领导的研究刚刚发表在《认知科学趋势》杂志上，研究首次发现，现代大脑数据并不支持对婴儿无助感的经典解释。 与许多动物相比，人类在出生后很长一段时间内都是无助的。许多动物，如马和鸡，出生当天就能行走。这种漫长的无助期使人类婴儿处于危险之中，也给父母带来了巨大的负担，但令人惊讶的是，这种无助期却经受住了进化的压力。跨物种研究的启示"自 20 世纪 60 年代起，科学家们就认为人类婴儿表现出的无助感是由于出生时的限制造成的。他们认为，人类婴儿头大，必须早产，导致大脑发育不成熟，无助期长达一岁。"认知神经科学教授、论文第一作者罗德里-库萨克（Rhodri Cusack）教授解释说。研究团队由库萨克教授、美国奥本大学克里斯蒂娜-查韦特教授和 DeepMind 高级人工智能研究员 Marc'Aurelio Ranzato 博士组成，库萨克教授利用神经成像技术测量婴儿大脑和心智的发育情况；克里斯蒂娜-查韦特教授负责比较不同物种的大脑发育情况；DeepMind 高级人工智能研究员 Marc'Aurelio Ranzato 博士负责比较不同物种的大脑发育情况。"我们的研究比较了不同动物物种的大脑发育情况。它借鉴了一个长期项目时间转换"（Translating Time），该项目将不同物种的相应年龄等同起来，从而确定人类大脑在出生时比许多其他物种更加成熟。"研究人员利用脑成像技术发现，人类婴儿大脑中的许多系统已经开始运作，并能处理来自感官的丰富信息流。这与人们长期以来认为婴儿大脑的许多系统尚未发育成熟，无法发挥作用的观点相矛盾。研究小组随后将人类的学习与最新的机器学习模型进行了比较，在后者中，深度神经网络受益于"无助"的预训练期。在过去，人工智能模型是直接根据所需的任务进行训练的，例如训练自动驾驶汽车识别它们在道路上看到的东西。但现在，模型最初都是经过预先训练，以便在海量数据中发现模式，而不执行任何重要任务。由此产生的基础模型随后用于学习特定任务。研究发现，这种方法最终会加快新任务的学习速度，并提高性能。对未来人工智能发展的影响"我们提出，人类婴儿也同样利用婴儿期的'无助'期进行预训练，学习强大的基础模型，并在以后的生活中以高性能和快速泛化来支撑认知。这与近年来在生成式人工智能领域取得重大突破的强大机器学习模型非常相似，例如OpenAI的ChatGPT或Google的Gemini，"库萨克教授解释道。研究人员表示，未来对婴儿学习方式的研究很可能会启发下一代人工智能模型。"虽然人工智能取得了重大突破，但基础模型比婴儿消耗大量能源，需要的数据也多得多。了解婴儿是如何学习的，可能会对下一代人工智能模型有所启发。"他最后说："下一步的研究将是直接比较大脑和人工智能的学习情况。"编译自/scitechdailyDOI: 10.1016/j.tics.2024.05.001 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1436494.htm

气象学家发现2024年全球热量异常背后的科学依据

摘要：今年，全球出现了前所未有的高温记录，造成了大范围的健康紧急情况和电力挑战。热浪席卷了欧洲、中东和南亚的部分地区，使脆弱人群处于危险之中。研究强调了高温对老年人等弱势群体的危害，并建议采取系统和个人行动来减少高温暴露。 北半球的夏季才刚刚开始，但地球已经开始进入炙烤模式了。美国国家航空航天局戈达德太空研究所的科学家最近报告说，2024 年 5 月是美国国家航空航天局全球地表温度分析中最热的 5 月，标志着一整年的月气温都创下了历史新高。同样，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）最近也报告说，2024 年 1 月至 5 月是其 175 年气温记录中最热的月份。根据气候再分析仪（Climate Reanalyzer）的气象数据分析，2024 年 6 月 19 日，北半球的气温比正常值高出 1.1摄氏度（1.9华氏度）。在这种情况下，北半球初夏的热浪来势凶猛。5 月和 6 月，中美洲、美国西南部和东部地区热浪袭人，中东、南亚和非洲也气温飙升。一系列热浪导致大量人员死亡，电网紧张，气象记录受到挑战。上面的动画展示了 2024 年 6 月 15 日至 6 月 25 日期间北非、中东和南亚地区的每日最高地表气温。它是通过将卫星观测数据与戈达德地球观测系统（GEOS）全球模型预测温度相结合而制作的，该模型使用数学公式来表示大气中的物理过程。最深的红色区域表示温度超过 40°C (104°F)。据新闻报道，6 月 18 日，德里夜间气温高达35.2°C（95.4°F），是该市几十年来最热的夜晚之一。在希腊，气温飙升至44.5摄氏度（112.1 华氏度），学校和历史遗迹关闭。据沙特国家气象中心报告，朝觐期间麦加及其周边地区的气温高达49°C（120°F）。在许多城市，极端气温与有限的空调、大型户外活动、夜间高温、缺乏绿地、城市热岛和其他因素交织在一起，使数百万人处于炎热且经常潮湿的环境中。在这种情况下，一些地方的人们不仅感到不适，还出现了中暑和热衰竭。6 月中旬，沙特阿拉伯一年一度的麦加朝圣尤其致命，但新闻报道显示，印度、巴基斯坦、埃及和希腊的高温也与住院和死亡有关。据世界卫生组织称，热应激是世界上与天气有关的主要死亡原因，并会加重包括心血管疾病、糖尿病、精神疾病和哮喘在内的潜在疾病。据研究人员计算，每年大约有 48.9 万人死于高温，其中 45% 死于亚洲，36% 死于欧洲。"对于有身体健康问题的老年人来说，低至 26.7°C （80°F）的温度都会带来极大的危险。"波士顿大学专门研究老龄化问题的社会学家德博拉-卡尔（Deborah Carr）说："当湿度高达 90% 时，即使是 25.6°C （78°F）的温度也会对人体造成危害。对于家中没有空调或无力长时间开空调的老年人来说，夜间高温尤其有害。"卡尔是一个研究小组的成员，该小组利用美国国家航空航天局（NASA）存档的气温和气候数据以及人口统计数据，确定了世界上哪些地区目前和未来面临最大的高温风险。他们的研究成果于 2024 年 5 月发表在《自然-通讯》上。他们发现，2020 年，全球 69 岁或以上人口中约有 14% 居住在平均最高气温超过 37.5°C （99.5°F）的地区--即使短暂暴露在高温下也会对老年人造成危险。研究人员预计，到 2050 年，该年龄组中将有超过 23% 的人面临最高气温超过 37.5°C 的情况--老年人将增加约 2 亿人。为了做好准备，研究报告的作者之一、欧洲-地中海气候变化中心研究员贾科莫-法尔切塔（Giacomo Falchetta）建议采取一些有针对性的公共措施。资源充足的城市可以增加对预警系统的投资，并为冷却中心和医院提供乘车服务。他说，通过使用遥感和地理信息系统，政府官员可以识别出高温暴露程度较高的社区，并扩大电网以管理日益增长的空调需求。他补充说，相比之下，改善高质量住房、空调和清洁水的供应，对资源较少的城市影响最大。"个人也可以采取一些措施将风险降到最低。"卡尔说："老年人需要认识到的第一件事是，他们已经不是 50 年前的那个人了。生理上的变化意味着我们在年老时不能像以前那样耐热。热浪来袭时，请呆在室内。如果必须外出，应在清晨或傍晚气温降低时外出。多喝水。不要使用烤箱，尤其是小家庭。对头晕等症状保持敏感，并及时就医。"美国宇航局地球观测站视频，由 Lauren Dauphin 使用美国宇航局 GSFC 全球建模和同化办公室的 GEOS 数据制作。 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1436493.htm

火山形成的化石揭示了三叶虫前所未有的细节

摘要：科学家刚刚公布了他们对被称为迄今发现的最原始的三叶虫化石的研究结果。这些化石既显示了坚硬的外部特征，也显示了柔软的内部组织，为我们揭开了这种迷人生物的新面纱。 三叶虫是非常丰富的海洋节肢动物，有钙化的外骨骼保护，很容易制成化石。由于这些原因，这些动物在化石记录中得到了很好的体现。尽管如此，绝大多数化石都只包括外骨骼。但也有几个明显的例外，包括发现了三叶虫的大脑、鳃（在腿部）和消化道。这项最新研究的主题化石是在摩洛哥的高阿特拉斯山脉发现的，距今约 5.1 亿年。它们是在浅海发生火山爆发时形成的，火山爆发后，海底的两种三叶虫很快被一层厚厚的热火山灰覆盖。三叶虫 Gigoutella 的 X 射线重建图，其中保留了所有的体节 Arnaud MAZURIER，IC2MP，普瓦捷大学在随后的几千年里，火山灰硬化成石头，而三叶虫的尸体则在其中腐烂。这一过程最终在石头内部留下了精细的三叶虫形状的空洞，国际科学家小组通过 CT 扫描和计算机建模的"虚拟 X 射线切片"对这些空洞进行了成像。这一发现被描述为史前版的庞贝古城，这座古罗马城市在附近的维苏威火山爆发时被火山灰覆盖。火山爆发后，火山灰变硬，遇难者的尸体在火山灰中形成了空洞。三叶虫Protolenus头部和躯干前肢的X射线重建图 Arnaud MAZURIER，IC2MP，普瓦捷大学其中，高阿特拉斯地区的三叶虫化石包括一些细节，如细毛状结构（沿着这些生物的附肢），以及类似软体动物的小型腕足类动物的身体，它们通过肉质茎附着在三叶虫的外壳上。化石还显示，嘴巴周围用于进食的特化腿具有弯曲的勺状基部。此外，以前人们认为三叶虫有三对这样的附肢，而"新"化石显示它们有四对。此外，一种被称为唇瓣的肉质口盖叶也首次被证明存在于三叶虫体内。甚至还可以对这些生物的消化道进行成像，这些消化道在被火山灰填满后以一种更传统的方式变成了化石。"首席科学家、法国普瓦捷大学的 Abderrazak El Albani 教授说："作为一名研究过不同年代、不同地点化石的科学家，在火山环境中发现保存状态如此完好的化石，对我来说是一次令人振奋的经历。"这些发现有望为我们地球上的生命进化带来重大发现"。有关这项研究的论文最近发表在《科学》杂志上，布里斯托尔大学、伦敦自然历史博物馆、摩洛哥卡迪阿亚德大学和澳大利亚新英格兰大学的科学家也参与了这项研究。 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1436492.htm