密苏里大学研究人员刚刚找到了从水中消除98%微塑料的方法

摘要：2023年，研究人员深入圣路易斯附近的一个漆黑洞穴，发现了一个令人担忧的问题：洞穴的水和沉积物中充斥着微塑料，尽管30多年来人类从未触碰过它们。圣路易斯大学的研究小组发现，这些有毒微粒会污染人体、毒害动物并破坏整个生态系统，它们在洞穴沉积物中的浓度是在水中的 100 倍。 最近的研究几乎没有为清除水道中的小型危险塑料提供解决方案。不过，密苏里大学的一项新研究似乎是朝着正确方向迈出的最有希望的一步。密苏里大学化学系的研究人员找到了一种从水中去除 98% 以上纳米塑料的方法。这项发表在《美国化学学会应用工程材料研究》杂志上的研究发现，一种使用水排斥溶剂的新型液基溶液可以吸收水源中几乎所有的有毒颗粒。这种方法既适用于淡水，也适用于海水。研究员加里-贝克（Gary Baker）说："我们的策略是利用少量的设计溶剂来吸收大量水中的塑料微粒。目前，我们对这些溶剂的能力还不是很了解。在未来的工作中，我们的目标是确定溶剂的最大容量。此外，我们还将探索回收溶剂的方法，以便在必要时多次重复使用。"密苏里大学化学系副教授加里-贝克（Gary Baker）看着一瓶新型液态溶液，这种溶液能消除水中98%以上的微小塑料颗粒。图片来源：Sam O'Keefe/ 密苏里大学一旦与水混合并重新分离，溶剂就会浮回表面，并在其分子结构中携带纳米塑料。Piyuni Ishtaweera 是刚从密苏里大学获得博士学位的校友，也是圣路易斯美国食品和药物管理局的一名研究员，她说这种溶剂在淡水和海水中都很有效。该插图概述了两步提取法。资料来源：加里-贝克一开始，溶剂会像油浮于水面一样浮在水面上。一旦与水混合并重新分离，溶剂就会浮回水面，并在其分子结构中携带纳米塑料。在实验室里，研究人员只需用移液管移除含有纳米塑料的溶剂，留下干净的无塑料水。贝克说，未来的研究将致力于扩大整个过程的规模，以便将其应用于更大的水体，如湖泊，并最终应用于海洋。目前在圣路易斯美国食品和药物管理局工作的 Ishtaweera 指出，这种新方法在淡水和海水中都很有效。密苏里大学的研究小组测试了五种不同大小的聚苯乙烯基纳米塑料，这是一种用于制造保丽龙泡沫塑料杯的常见塑料。他们的研究结果优于以前的研究，因为以前的研究主要集中在单一尺寸的塑料颗粒上。Ishtaweera 说："这些溶剂由安全、无毒的成分制成，其拒水能力可防止水源受到额外污染，是一种可持续发展性很强的解决方案。从科学的角度来看，创造有效的去除方法可以促进过滤技术的创新，提供对纳米材料行为的洞察力，并支持制定明智的环境政策。"点击此处阅读研究报告全文 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1442683.htm

导致6600万年前恐龙灭绝的小行星可能来自外太阳系

摘要：科隆大学的地球科学家领导了一项国际研究，以确定约 6600 万年前撞击地球并永久性改变气候的巨大岩石的起源。科学家们分析了标志着白垩纪和古近纪分界线的岩石层样本。这一时期也是地球上最后一次大灭绝事件，约 70% 的动物物种在这一时期灭绝。发表在《科学》杂志上的研究结果表明，这颗小行星是在太阳系早期发展过程中在木星轨道外形成的。 根据一种广为接受的理论，白垩纪与古近纪交界处的大灭绝是由一颗直径至少 10 公里的小行星在墨西哥尤卡坦半岛奇克苏卢布附近的撞击引发的。撞击时，小行星和大量地球岩石蒸发。细小的尘埃颗粒扩散到平流层，遮住了太阳。这导致地球上的生存条件发生了巨大变化，光合作用停止了数年。撞击释放的尘埃粒子在整个地球周围形成了一层沉积物。这就是为什么在地球上许多地方都能找到白垩纪-古近纪边界并对其进行取样的原因。它含有高浓度的铂族金属，这些金属来自小行星，在构成地壳的岩石中极为罕见。通过在科隆大学地质学和矿物学研究所的洁净室实验室分析铂金属钌的同位素组成，科学家们发现这颗小行星最初来自外太阳系。该研究的第一作者马里奥-费舍尔-戈德博士说："这颗小行星的成分与太阳系形成过程中在木星轨道外形成的碳质小行星的成分一致。"此外，研究人员还测定了地球上其他不同年龄的陨石坑和撞击结构的钌同位素组成，以便进行比较。这些数据表明，在过去的 5 亿年里，几乎只有 S 型小行星的碎片撞击过地球。与白垩纪-古近纪边界的撞击不同，这些小行星来自内太阳系。在以陨石形式撞击地球的所有小行星碎片中，有 80% 以上来自内太阳系。该研究的合著者卡斯滕-明克尔（Carsten Münker）博士教授补充说："我们发现，像奇克苏卢布这样的小行星撞击是地质年代中非常罕见和独特的事件。这颗来自太阳系外围的小行星决定了恐龙和许多其他物种的命运。"编译自/ScitechDaily 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1442682.htm

研究显示大象或互相“直呼其名”

摘要：多年来，人们注意到关于非洲大象的一个有趣现象：当一头大象朝着象群“喊话”，有时候象群成员全都作出回应，但有时候只有一名成员回应，而其他成员“就跟没听见似的”。近日发布于英国杂志《自然·生态学与进化》的一项研究显示，非洲大象很可能互相“直呼其名”，而象群社会结构越复杂、家族规模越庞大，大象们互相交流时需要用到“名字”的情形就越多。 在肯尼亚桑布鲁国家保护区，两头幼象互相打招呼。图片来源：George Wittemyer当几个家庭渡过埃瓦索-恩吉罗河时，一头母象回应着小象的求救信号。图片来源：George Wittemyer雨季中，大象家族一起觅食。图片来源：George Wittemyer在肯尼亚桑布鲁国家保护区，一个大象家庭在树下午睡，安慰它们的小象。图片来源：George Wittemyer肯尼亚北部，一头母象带领它的小象逃离危险。图片来源：George Wittemyer据路透社等多家媒体报道，美国康奈尔大学行为生态学家米基·帕多带领的团队展开这项研究，对肯尼亚桑布鲁国家保护区和安波塞利国家公园100多头大象的叫声进行录音和技术分析，初步推断大象在彼此交流时有时候只是冲着象群“泛泛喊话”，有时候却类似于指名道姓“专门对着某头大象喊话”，而象群成员会根据是否听到自己“名字”作出恰当反应。“要以这种方式交流，大象们需要学习把特定声音与特定大象挂钩，然后发出这种声音以吸引特定大象的注意。这涉及复杂的学习能力以及对社会关系的理解能力。”帕多说，“大象们对单个个体喊话，这凸显了对动物而言社会纽带非常重要，尤其是维持各种不同的社会纽带非常重要。”研究人员在测试过程中对大象播放录音。当听到包含自己“名字”的录音时，大象会作出热情回应，例如扇动耳朵、提起象鼻。当录音包含的是其他大象、而非自己“名字”时，受测试大象有时候干脆毫无反应，“就跟没听见似的”。大象叫声中包含一些不在人类听觉频率范围内的声音。这项研究仍在初级阶段，目前仍不能确定哪些声音对应哪头大象的“名字”。按一些媒体说法，野生动物互相叫“名字”的情形“极其罕见”，以往仅知道海豚、鹦鹉等少数动物会用“名字”，以及宠物犬等某些家养动物被喊到名字时也会作出反应。研究团队成员之一、美国科罗拉多州立大学生态学家乔治·威特迈尔说：“我们刚刚打开了研究大象头脑的一丝门缝。”（文章源自新华社） 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1442681.htm

北理工课题组在非厄米拓扑物态研究方面取得重要进展 揭开负纠缠熵的秘密

摘要：日前，北京理工大学物理学院张向东教授课题组和新加坡国立大学Ching Hua Lee等合作利用经典电路网络实现了奇异束缚态的实验观测。相关成果以“Experimental observation of exceptional bound states in a classical circuit network”为题发表在Science Bulletin期刊[Science Bulletin 69 (2024) 2194-2204]上。 北京理工大学集成电路与电子学院博士后邹德源和物理学院陈天副教授为该论文共同第一作者，北京理工大学物理学院张向东教授、新加坡国立大学Ching Hua Lee、新加坡科技与设计大学Yee Sin Ang和湘潭大学孟海瑜为论文通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金委的大力支持。纠缠熵是衡量量子系统中不同部分之间联系紧密程度的物理量。它告诉我们，拥有系统一个部分的信息后，能在多大程度上推导出另一个部分的信息。它揭示了粒子之间隐藏的相关性，这对开发量子计算和量子通信的新技术至关重要。传统量子力学只关注粒子和能量不被破坏或产生的保守系统即厄米系统。在厄米系统中，纠缠熵通常为正的。然而，当这种限制被解除时即在非厄米系统中，有趣的新物理现象就会出现。在非厄米系统中，纠缠熵的概念需要被修改，因为当粒子数量改变时，信息也会丢失。这就引出了负纠缠熵的新概念。负纠缠熵被证明在物理和工程的许多领域，特别是量子信息技术领域具有深远的影响。虽然在非厄米量子系统中实现负纠缠熵的理论方法在几年前就已经被提出，但在量子实验中实际观察到负纠缠并不容易。这是因为研究人员需要以一种获得或失去能量的方式操纵复杂的量子态，同时还要测量它们的纠缠程度。同时实现它们是一项重大的挑战。最近，奇异束缚态引起了人们的广泛关注。奇异束缚态代表了一类新的受非厄米异常点缺陷保护的鲁棒性束缚态。不同于非厄米系统中更著名的拓扑态和趋肤态理论，它最近被发现是量子纠缠中负纠缠熵的新来源。由于其在数学上具有负纠缠熵，使得它很难在实验上被实现。一个非常重要的问题是：这种深奥的负纠缠奇异束缚态能在现实实验中实现吗？在这项工作中，研究人员在理论上和实验上给出了肯定答案。最近，基于电路系统实验观测各种新奇的拓扑物态引起了人们广泛关注。相比于其它经典系统，电路系统具有灵活可重构的连接特性。并且，电路的性质是由电路网络中端点连接的方式决定的，与线路的具体形状和空间维度无关。基于电路系统的这些优势，一些在凝聚态系统以及其它经典系统中从来没有实现的拓扑物态也在拓扑电路中被成功实现。作为一种特殊类型的数学本征态，奇异束缚态从本质上并不局限于任何特定的物理系统。特别的是，即使奇异束缚态最初被定义为费米子传播子的负概率本征态，它们也可以等价地作为具有相同数学形式的电路拉普拉斯算子的物理本征态存在。因此，研究人员完全可以基于电路系统去实现负纠缠奇异束缚态。综上所述，研究人员基于电路系统实验实现了具有负纠缠熵的奇异束缚态。通过观测谐振电压分布，他们成功展现出了与理论一致的奇异束缚态特性。下面从电路构建和实验实现两方面做介绍。研究亮点之一：奇异束缚态的电路设计首先，研究人员基于量子薛定谔方程与电路基尔霍夫方程数学形式上的一致性，将奇异束缚态的晶格模型引入到电路模型中。他们的方案示意图如图1所示。该电路包含6个节点(标记1-6)，每个节点间通过电容和负阻抗转换器（INIC）连接。INIC的具体结构如右上侧虚线框所示，它提供了电路中的非互易耦合连接。另外，每个节点都应连接相应的接地元件以保证在位能。这样的一个电路网络能够与量子晶格模型之间存在良好的对应关系。通过输入电压并测量共振频率分布，研究人员就可以等效得到奇异束缚态的本征值和本征态等信息。图1. 奇异束缚态电路示意图。在图2中，研究人员展示了具体的电路仿真结果。其中左图为电压分布结果，它的x，y和z三个坐标轴分别代表电路的6个节点，频率范围以及电压分布。研究人员根据谐振频率下的电压分布图可以直接读出奇异束缚态特性。从图中结果可以看出，高电压主要分布在4个频率上。这4个频率即为我们奇异束缚态系统的4个本征值，他们相应的电压即为本征态。进一步，研究人员还通过阻抗矩阵还原了奇异束缚态系统的哈密顿量。它的矩阵元分布如右图所示，研究人员发现它与晶格模型的哈密顿量基本一致。因此，研究人员完全可以基于电路系统去实验实现奇异束缚态。图2. 奇异束缚态电路仿真结果。研究亮点之二：奇异束缚态的实验验证为了验证奇异束缚态的可实现性，研究人员还在他们的工作中展示了奇异束缚态的实验实现。具体实验电路如图3上图所示。与电路设计相对应，该电路中同样含有6个节点。黄色虚线框中展示的是由集成电路运放、电容和电阻构成的INIC。上部三个点分别为保证集成运放正常工作的正负电压以及接地。通过该电路实验，研究人员成功观察到了奇异束缚态。相应的实验结果展示在图3下图中。与图2模拟结果相似，研究人员同样在具体电路实验中测量了每个节点的电压随频率的分布。高电压同样分布在4个频率上。这4个频率即为我们奇异束缚态系统的4个本征值，他们相应的电压即为本征态。图3. 奇异束缚态的电路实验图以及实验结果图。为了验证实验的准确性，研究人员还对实验与模拟结果进行了详细对比，结果展示在图4中。上图展示的是节点1电压随频率的分布，下图展示的是固定频率下，电压在不同点上的分布。我们发现图中展示的实验结果与模拟的节点电压分布非常接近。这充分说明了研究人员成功通过电路系统实现了奇异束缚态的实验观测。图4. 奇异束缚态模拟与实验对比图。奇异束缚态最初被定义为自由费米子纠缠哈密顿量的神秘负概率本征态，它不是一个物理算子，它存在于数学抽象领域，原则上是不可观测的。然而，研究人员成功通过经典电路的拉普拉斯算子来实现了自由费米子投影，实验上成功观察到了这种奇异束缚态。展望未来，基于电路可以探测更高维度的其它系统难以研究的奇异物理特性，这为拓扑、非厄米和电路系统的三重相互作用开辟了一个新舞台。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scib.2024.05.036 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1442680.htm

微软刚刚发布的 Windows 11 Canary版本有点令人困惑

摘要：上周，Windows 11 Canary Channel从 26XXX 版本大幅跃升至 27XXX 版本（据说称为"dilithium"）。除了发布说明中提到的所有变化外，最新的 27686 版本还引入了一个小调整，可能会让一些业内人士，尤其是新用户觉得有点奇怪。尽管 27686 版本来自Canary频道，但在 winver 对话框和"系统">"关于"部分，Windows 版本仍为"Dev"。 微软没有在发布说明中提到这一点，但据 Windows Insider 计划团队高级项目经理 Brandon LeBlanc 称，这一变化表明当前的构建版本是一个开发中版本，而不是特定的 Windows 11 版本，也不属于当前的 Insider 频道。这种变化是有道理的：Windows 预览版的发布说明，尤其是 Canary 版本的发布说明，非常明确地指出这些变化"不应被视为与任何特定的 Windows 版本相匹配"。更不合理的是，微软将 Canary 版本称为"开发版"。有经验的用户都知道这个 Windows 版本和预览版渠道是两码事，但微软确实也有一个同名的渠道，这肯定会让人感到困惑了。最初，微软只有两个通道（当时称为"Ring"）：Fast Ring 和 Slow Ring。现在，Insider乘员可以访问四个具有新功能的新频道，这些新功能通常先出现在"较慢"或更稳定的频道中，然后才出现在 Dev 和 Canary 频道中。此外，用户也不会不知道自己是否能更快获得新功能，因为大多数新功能现在都是逐步向 Windows Insiders 推出的。虽然这种做法有其明确的道理，但它只会增加程序的整体混乱。用户可以随时进入"设置">"Windows 更新">"Windows Insider"查看您的Insider 频道。 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1442679.htm

全国首条低空城际航线开通 上海浦东到昆山能打飞的了：最低1600元

摘要：日前，连接上海浦东和江苏昆山的低空载客直升机航线正式开通运行，这是国内首条跨省定点低空载客运输航线。据昆山航站楼公众号，试运营阶段推出三类服务（每架次可坐4人）： VIP 1600元/人，专人引导至候机楼安检口；VIP PLUS 1800元/人，专人引导至所乘航班登机口；VVIP 8800元/单次包机，专人引导至所乘航班登机口。该低空航线飞行航程约82公里，起讫点分别是昆山城市航站楼和浦东国际机场旁的星野直升机基地。每位旅客可以携带一个20英寸的行李箱登机，行李限重15公斤。时间方面，从昆山城市航站楼到浦东起降点的飞行，全程在25分钟左右。乘客抵达降落点后，会有浦东机场的专车接驳，地面接驳时间在25分钟以内。相比从昆山航站楼乘坐机场大巴或开车出行，时间从2个小时缩短到50分钟左右，出行效率大提升。据媒体报道，目前，航线运营公司申请了南北2条航线，以应对航空管制，恶劣天气对飞行产生的影响。北线从昆山经过上海宝山区到上海浦东新区，南线经松江区降落浦东新区。 原文：https://m.cnbeta.com.tw/view/1442678.htm