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暗物质探测新增更精准“量子神器”
科技日报· 2026-01-30 09:17
核心观点 - 中国科学技术大学研究团队在量子精密测量领域取得重大突破,成功搭建国际首个基于原子核自旋的量子传感网络,将暗物质探测灵敏度提升了100倍,并在部分质量区间的探测精度上超越天文观测结果40倍 [1][2] 技术突破 - 团队革新了核自旋量子精密测量技术,为量子传感器装备了两项核心技术:一是将信号“储存”在接近分钟级的核自旋相干态中,大幅延长探测窗口;二是通过自研量子放大技术,将微弱信号增强100倍 [1] - 研究团队将5台超灵敏量子传感器分别部署在合肥与杭州,通过卫星时间精确同步,构建成分布式量子传感网络 [2] 应用与成果 - 该技术如同布下宇宙信号“监听系统”,旨在探测作为暗物质热门候选者的“轴子”,其目标是捕捉轴子与原子核发生的极微弱相互作用产生的转瞬即逝的信号 [1] - 经过两个月的持续观测,团队在广泛的轴子质量范围内,给出了该暗物质模型最严格的限制标准,其中部分质量区间的限制精度比天文学家用超新星观测的结果高出40倍,首次实现实验室探测精度超越天文观测 [2] 未来前景 - 这一突破为人类搜寻暗物质新增了更精准的“量子神器”,未来可通过与引力波天文台协同、全球组网、空间部署等方式,将探测灵敏度再提升4个数量级 [2]
卫星通信系统“无视”宇宙辐射
科技日报· 2026-01-30 09:17
"传统半导体器件想要在太空中正常使用,要么'加人',要么'穿衣服'。"复旦大学集成电路与微纳 电子创新学院副院长周鹏教授形象地解释,"'加人'就是增加半导体的部件,例如把原先的1个部件增加 到10个,即使1个坏了,还有9个可以继续工作。'穿衣服'就是给半导体加一个金属材质的保护壳,将宇 宙射线粒子尽可能挡在外面。"但无论"加人"还是"穿衣服",都未能提升器件本身的抗辐射性能,不 仅"治标不治本",还会大幅增加重量、体积,为航天卫星"寸土寸金"且极其有限的载荷空间带来极大负 担。 "青鸟"系统采用的原子层半导体巧妙地解决了这个问题。所谓原子层半导体,指的是将半导体原子 在二维平面上进行排布,形成只有一个或几个原子厚度的单层膜。与硅这种传统的三维体相半导体不 同,当宇宙射线粒子射向这层膜时,就像光穿过一层超薄玻璃,几乎不会伤害这层膜本身。这层只有 0.68纳米厚度的膜不仅本身重量超轻,也无需增加备份部件或是厚重的防护壳,还具有高度节能特性, 为常常依赖太阳能或有限星载电池的太空任务提供更多能源保障。 无论在地面上做多少理论验证,都无法完全模拟真实太空中的复杂辐射场。复旦大学集成电路与微 纳电子创新学院副教授马顺利 ...
“有趣而无用”的反铁磁材料有望“可读可写”
科技日报· 2026-01-30 09:17
研究核心突破 - 复旦大学物理学研究团队发现一类特殊低维反铁磁体系能在磁场下实现确定性双稳态整体切换,完善了经典磁学理论框架 [1] - 该研究揭示了低维层间反铁磁体磁化翻转的关键因素与独特效应,推动反铁磁材料研究从“有趣而无用”迈向“可读可写”的关键一步 [1] - 相关成果为开发新一代低功耗、高速运算芯片提供了新路径,并于29日在线发表于国际学术期刊《自然》 [1] 技术原理与实验发现 - 在铁磁体中,磁针方向整齐一致易于磁场调控,常规磁性设备如机械硬盘均以铁磁材料作为存储单元 [1] - 反铁磁材料因磁针方向相反、磁性抵消而很难被磁场调控,多被当作辅助铁磁体的“配角” [1] - 相比铁磁体,反铁磁材料更有助于开发更高密度、更快速度的磁性存储器,前提是需在保持反铁磁态的基础上实现所有磁性层同时发生整体性双态切换 [1] - 团队基于自主开发的无液氦多模态磁光显微系统,结合非线性光学二次谐波技术,发现层间反铁磁体CrPS4(硫代磷酸铬)的反铁磁态可被磁场整体切换,并成功捕捉到这一“集体舞蹈”现象 [2] 理论框架与模型创新 - 复旦大学理论物理与信息科学交叉中心团队为实验现象提供了理论框架,通过微磁模拟精准复现了实验中观察到的两类磁切换行为 [2] - 团队创新提出了Stoner-Wohlfarth反铁磁模型,并推导出反铁磁的“特征交换尺寸”以充当两类行为的判据 [2] - 该理论不仅完美解释了现有实验,更为未来按需设计与搜寻具有理想翻转特性的反铁磁材料提供了理论指引 [2] 应用前景与行业影响 - 该研究为反铁磁动力学基础研究以及技术应用带来了变革性突破 [2] - 研究为未来低维磁性材料集成到自旋电子学以及光电子领域中开辟了新途径 [2]
《输电线路数字模型库建设指南》获批立项
科技日报· 2026-01-30 08:39
行业标准与数字化发展 - 由国网空间技术公司牵头申报的《输电线路数字模型库建设指南》国际标准正式获批立项 [1] - 该标准旨在系统性规范输电线路数字三维模型库的构建、管理与应用等技术内容 填补了国际电力领域相关技术标准的空白 [1] - 标准旨在建立统一技术框架 推动输电线路数字三维模型的标准化、互联化发展 以解决当前跨区域、跨单位模型数据无法互联共享的问题 [1] 市场驱动与应用前景 - 能源数字化转型与新型电力系统建设加速推进 输电线路数字三维模型已成为构建数字孪生电网、实现全景监测的核心数据基础 [1] - 数字三维模型在电网规划设计、精益管控、精准调度、高效运维等方面已广泛应用 [1] 牵头公司能力与规划 - 标准牵头单位国网空间技术公司在电网立体感知与数据处理应用领域形成全球领先优势 具备覆盖空天数据的全流程处理与应用能力 [2] - 该公司目前已构建并管理电网三维模型数据超20万公里 [2] - 下一步将联合行业优势资源 围绕模型库的总体架构、建库要求、管理与更新等方面制定技术要求 力争形成兼具科学性与实用性的国际标准 [2] - 此举旨在提升我国在电力领域数字建模方向的国际话语权 [2]
三江源地区:从“用上电”到“用好电”
科技日报· 2026-01-30 08:39
电网建设成效与民生改善 - 青海省通过“大电网延伸、智能微电网补充、离网光伏运维”综合解决方案,持续推进涉藏地区电网提质升级,解决了偏远农牧区从“用上电”到“用好电”的问题 [1] - 2025年1月和7月,330千伏果洛、玉树第二回输电线路工程相继投运,三江源地区历史性实现双回路供电,电网可靠性显著增强 [1] - 2015年12月23日,青海最后3.98万无电人口全部用上电 [1] - 2025年6月,玉树5乡微电网工程全面建成投运,满足了5乡981户约1.9万名农牧民从“有电用”到“随时用”的需求 [2] - 对于仍使用离网光伏的牧民,政府委托专业队伍定期上门维护,更换蓄电池、升级设施 [2] 电力对乡村产业与经济的激活 - 电力改变了日常生活,激活了乡村产业,例如曲麻莱县黄河源驾驶员培训学校是长江村通电后开办的村办集体产业,每年能培训200多名学员,为全村带来人均300元的年度分红 [1] - 该驾校为7名本村村民提供稳定工资的任教岗位 [1] - 在果芒村,稳定的电力支持村办林麝养殖基地发展,基地内50头林麝在24小时电子监测的圈舍中饲养,麝香市场价每克约800元,饲养一只林麝年产值可达7000元 [2] - 基地采取“公司+基地+合作社+农户”模式,带动本村就业 [2] 电力对公共服务与教育的提升 - 在曲麻河乡卫生院,医生可使用便携式超声仪为牧民检查关节,以往查炎症需跑县城,现在不到半天就能出结果 [1] - 玉树州囊谦县吉尼赛乡通电后,乡卫生院医生可通过远程会诊系统与县医院专家交流病例,设备稳定后还能开展常规体检和慢性病管理 [1] - 吉尼赛乡中心小学智慧教学系统的使用也更加流畅 [1] - 通电解决了以往因除颤仪突然断电可能引发的医疗风险 [1]
人工肺系统创造四十八小时存活奇迹
科技日报· 2026-01-30 07:05
人类离不开肺,但一名患者却在失去双肺后奇迹般坚持了48小时。美国西北大学外科团队在最新一期 《细胞》旗下《Med》杂志发表报告,介绍他们如何为一名肺部严重感染的患者实施双肺切除,并使用 人工肺系统维持其生命,直至获得移植肺源。这项研究展示了该技术如何成为通往肺移植的一座"生命 桥梁"。 患者是一名33岁男性,因流感继发细菌性肺炎,导致急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。他的双肺在感染 与炎症冲击下迅速恶化,并逐步引发心、肾功能衰竭。常规治疗已无法控制病情,肺移植成为唯一生存 希望。然而,由于感染过重、全身状态极差,患者当时无法立即接受移植手术。 为破解"无肺期"的生命维持难题,医疗团队设计了一套人工肺系统,在患者完全无肺的状态下暂代肺功 能,为血液供氧、清除二氧化碳、帮助维持心脏及全身的血流稳定。在切除严重感染的双肺后,患者的 血压逐渐平稳,器官功能开始恢复,感染也得到控制。48小时后,等到了匹配的供肺,团队成功为他完 成了双肺移植。 术后两年多,该患者肺功能已恢复正常,重归日常生活。 研究指出,以往肺移植主要针对间质性肺病、囊性纤维化等慢性病患者,普遍认为即使严重ARDS患 者,只要持续给予支持,肺部终能康复。 ...
最复杂二维时间晶体成功构建
科技日报· 2026-01-30 07:05
研究突破 - 西班牙多诺斯蒂亚国际物理中心科学家利用超导量子计算机成功构建出迄今最复杂的时间晶体 为新材料设计提供了新途径 [1] - 该时间晶体为二维结构 超越了此前常见的一维结构 将领域的复杂度推向新高度 [1] - 研究团队使用了144个超导量子比特 以蜂窝状网格排布 每个比特模拟一个量子自旋 彼此相互作用强度可编程调控 [1] 核心特征与成果 - 时间晶体是一种在时间维度上周期性重复的特殊量子态 随着时间演化 系统自发进入稳定的周期性振荡状态 [1] - 团队不仅实现了更高维度的构造 还绘制出了系统的相图 即不同参数下物态的完整分布图 为理解复杂量子材料提供了关键路径 [1] 技术方法与挑战 - 实验依托IBM的超导量子处理器完成 但受限于当前设备的噪声与误差 研究仍需结合传统计算方法进行校验 [2] - IBM科学家表示 该模型之复杂已超出传统计算机无近似求解的能力 而量子计算机虽具潜力却尚不完美 两种方法的互补协作有望推动更深层理解 [2] - 二维系统的数值模拟极其困难 拥有百量级量子比特的大规模量子模拟将成为未来研究的锚点 [2] 潜在影响与展望 - 这一突破不仅是量子物质探索的重大进展 更有望桥接量子计算与量子传感中的奇异态 开启跨领域应用的新可能 [2]
完美贴合复杂器官的“电子外衣”可实现药物精准递送
科技日报· 2026-01-29 19:19
核心观点 - 由北京航空航天大学等机构联合研发的柔性可植入生物电子器件POCKET 实现了安全高效精准的全器官药物递送或基因转染 为卵巢癌预防等疾病精准治疗提供了新工具 并已孵化高科技公司进行产业化 [1][2] 技术突破与原理 - 器件名为POCKET 是一款可个性化定制的柔性可植入生物电子器件 能完美贴合复杂形状的器官表面 [1] - 技术核心是利用纳米电穿孔效应 即施加电场在细胞膜上瞬时打开细胞膜 实现药物递送或基因转染 [2] - 针对卵巢等表面崎岖不平的器官 团队提出“器官定制化剪纸共形理论” 首次建立了剪纸结构几何参数与器官曲率材料属性间的定量关系 [2] - 通过为器官进行三维扫描并智能生成合身尺寸 指导设计出既能完全共形又最大限度保留功能面积的剪纸贴片 [2] - POCKET采用四层功能化设计 能在卵巢眼球肾脏等多种器官表面实现“电子外衣”般高度共形大面积的贴合 [2] 研发背景与临床价值 - 研发始于解决遗传性卵巢基因突变患者的临床难题 现有临床指南建议切除双侧卵巢和输卵管 但会导致永久丧失生育能力 [1] - 现有基因治疗技术如病毒载体等 因存在干扰人类基因库的潜在风险 难以应用于卵巢这类敏感器官 [1] - 传统电穿孔器件无法高共形贴合器官表面 导致药物递送可控性差效率低 [2] - POCKET平台为卵巢癌预防器官损伤修复等疾病精准治疗提供了新工具 [2] - 该技术方案可扩展至肝脏心脏肺部等多种内脏器官的疾病治疗再生修复和功能调控 [2] 实验验证与技术支持 - 研究团队已在多种动物模型和离体人类组织上验证了POCKET的强大功能 [2] - 技术融合了柔性电子微纳加工无线供能等技术 实现了植入式器件的精准操控与长效工作 [2] 产业化进展 - 基于该核心技术孵化的高科技产业化公司已完成多轮融资 [3] - 首款转化产品名为“Ultra-NEP超透仪” 已应用于皮肤健康等领域 [3] - 未来团队将进一步拓展其在医疗级设备领域的应用 [3]
全球首本电网工程科学英文期刊正式创刊
科技日报· 2026-01-29 17:25
期刊创刊与定位 - 全球首本聚焦电网工程科学新兴交叉学科的专业英文期刊Power Grid Engineering Science正式创刊 [1][3] - 期刊已成功入选中国科技期刊卓越行动计划二期高起点新刊项目 [3] - 期刊由中国工程院院士饶宏与加拿大工程院院士、IEEE PES主席钟志勇担任联合主编 [3] 期刊目标与内容 - 期刊重点发表能够解决电网系统基础科学理论和复杂工程难题的跨学科研究成果 [3] - 致力于推动多学科理论在电网场景中的系统融合与创新应用 [3] - 目标是打造具有国际影响力的一流学术期刊 [3] 战略合作与行业影响 - 南方电网公司将以该期刊为桥梁,与IEEE PES及其会员单位拓展更深层次的技术交流和沟通合作 [3] - 旨在为破解电力工程领域关键难题打造高水平学术交流平台 [3] - 未来期刊将以全球视野汇聚能源电力领域顶尖智慧,持续输出高水平原创成果 [3] - 期刊将助力“双碳”目标实现与新型电力系统建设 [3]
韩正式施行AI发展指导性法律
科技日报· 2026-01-29 16:49
科技日报首尔1月26日电日前,韩国《关于AI发展和构建信赖基础的基本法》正式实施。该法针对AI发 展一手扶持,另一手监管,旨在促进AI在经济发展和社会生活中被正确使用。 韩国政府指出,有必要制定规范,保护社会免受深度伪造、虚假信息传播、人权侵犯等AI弊端的影 响。不过,考虑到业界的担忧,韩国政府将通过推迟行使事实调查权和罚款措施至少一年等方式,推动 制度"软着陆"。(薛严) [ 责编:田津金 ] 韩国业界认为,《关于AI发展和构建信赖基础的基本法》影响最大的三大条款是高影响力AI、AI使用 标识(水印)和说明义务。高影响力AI指对医疗、能源、招聘、贷款审批等事关国民健康和权利的领 域产生重大影响的AI,相关企业须在上述领域建立人工管理体系并采取安全保障措施。使用高影响力 AI或生成式AI制作的产品和服务,需向用户告知相关事实并进行标识。上述条款引发AI模型和服务研 发相关产业界的关注,认为监管或遏制技术开发。 扶持政策方面,韩国科学技术信息通信部长官需每3年制定一次关于振兴AI产业、提升相关领域国家竞 争力的基本规划;国家和地方自治团体须尊重创业者的创造精神,扶持相关产品、服务的研发工作。监 管措施方面,政府 ...