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早期宇宙磁场强度与人脑神经元相当
科技日报· 2025-09-10 10:49
科技日报讯 (记者刘霞)来自意大利国际高级研究学院、英国剑桥大学和美国斯坦福大学等机构 的科学家,动用25万台计算机开展的一项模拟研究发现,被称为"婴儿"宇宙的早期宇宙,其磁场强度可 能仅为小型冰箱磁铁的数十亿分之一,大致相当于人脑神经元所产生的磁场强度,观测数据也支持了这 一结论。相关论文发表于最新一期《物理评论快报》杂志。 尽管早期宇宙磁场极其微弱,但其痕迹至今仍弥漫于宇宙网中,并可通过现有技术进行测量。宇宙网是 可观测宇宙中最大尺度的结构,是由星系、星系团等构成的丝状网络,横跨数百亿光年。 宇宙网本身仍存在诸多未解之谜,例如,为何不仅在星系密集区域,就连星系稀疏的遥远区域也存在磁 化现象?研究团队提出一种假设:这可能是由宇宙诞生初期某些物理过程所导致。 为验证这一设想,研究团队借助大规模计算机模拟,将原始磁场的影响纳入模型,并与实际观测数据进 行比对。比对结果显示,当模型中包含强度约为0.2纳高斯的原始磁场时,模拟的宇宙网结构与实际观 测更为吻合。 研究团队据此给出了原始磁场强度的最新上限,该数值较以往估计显著降低,与近期宇宙微波背景辐射 等独立研究的结果一致。 团队表示,这一发现不仅有助于理解早期宇宙 ...
【科技日报】研究首次确证火星存在固态内核
科技日报· 2025-09-10 10:29
据介绍,该研究首次在地球以外的行星中确认了固态内核的存在,证实了火星与地球相似的核幔分 异结构。研究团队创新发展的火星地震学方法,为未来探月等任务中利用地震学方法探测月球等星体深 部结构提供了重要参考。同时,该成果标志着我国科研团队在行星内部结构探测领域迈出关键一步,彰 显了我国在行星科学与地球物理交叉研究中的创新能力与国际影响力。 (原载于《科技日报》2025-09-10 第08版 前沿) 在进一步分析中,研究团队首次在火震数据中识别出被视为"固态内核标志"的PKiKP震相信号。这 一发现为火星存在固态内核提供了证据。 同时,火震数据显示,火星外核与内核之间存在约30%的波速跳变和约7%的密度差异。在此基础 上,研究团队进一步对内核的矿物组成进行了分析。结果显示,火星内核并非由纯铁镍构成,还可能包 含12%—16%的硫、6.7%—9.0%的氧以及不超过3.8%的碳。这种含有轻元素的星核结构,不仅为研究火 星磁场从早期活跃到如今沉寂的演化历程提供了重要线索,也为对比地球与其他类地行星的内部演化差 异奠定关键基础。 记者9月4日从中国科学技术大学获悉,该校教授孙道远、毛竹团队联合国外学者,通过深入分析美 国国家 ...
【科技日报】新型“神经触手”探针刚柔可调
科技日报· 2025-09-10 10:29
记者9月8日从中国科学院半导体研究所获悉,该所联合其他单位科研人员,在柔性侵入式脑机接口 器件植入研究方面取得重要进展,成功研发出一种刚柔可调的"神经触手"探针,将植入损伤降低超 74%。相关论文在线发表于《先进科学》。 为了解决这个"植入难"问题,科研人员研发出一种名为"神经触手"的新型探针。这种探针里藏着一 个微小的液压系统,在植入阶段,它会像气球充气般变得足够刚硬,能精准穿刺脑组织;植入到位后, 它则恢复柔软状态,适应脑组织微环境。"这个巧妙的设计实现了两个关键目标:一是植入时对大脑的 伤害很小,二是能长期稳定地记录高质量神经信号。"论文共同第一作者、中国科学院半导体研究所博 士王阳说。 实验证明,与传统微针导入植入方法相比,"神经触手"探针将植入造成的损伤降低了74%以上,使 后续慢性炎症减轻了约40%。此外,在长期的小鼠实验中,这种新型探针记录到的神经信号始终清晰稳 定,捕捉到的有效神经元信号数量和质量都强于普通柔性电极。 (原载于《科技日报》2025-09-10 第08版 前沿) 在脑机接口和神经科学快速发展的当下,柔性神经电极因其出色的生物相容性以及与脑组织的良好 机械匹配度,被视为实现长期稳定 ...
【科技日报】高载流铁基超导线材制备成功
科技日报· 2025-09-10 10:29
实验结果表明,该材料性能实现重大突破,在中等强度磁场下,其临界电流密度显著超越以往最高 水平;在极强磁场下,性能提升更为显著,达到原来的数倍,创下铁基超导线材载流性能的新世界纪 录。 记者9月4日从中国科学院电工研究所获悉,该所科研人员开发出一种铁基超导线材制备新技术,成 功制备出新型高载流铁基超导线材,其载流性能指标创下新纪录。相关论文在线发表于《先进材料》。 铁基超导材料具有磁场耐受性强、稳定性高、制备成本低等优势,在下一代高能粒子加速器、可控 核聚变装置及高场磁共振成像系统等领域展现出巨大应用潜力。而这种材料要在强磁场环境中实现实际 应用,关键要制造出能承载极高电流的铁基超导线材。 "提高超导线材的载流能力,通常需在其内部构造大量纳米尺度的磁通钉扎中心。但由于高温超导 体多属非金属脆性材料,在铁基超导中引入高密度位错缺陷作为钉扎中心,长期以来面临着重大技术挑 战。"论文通讯作者、中国科学院电工研究所研究员马衍伟说。 针对该难题,研究团队创新提出"非对称应力场"调控策略,采用规模化挤压成形技术,协同调控静 水压力与剪切应力,成功在脆性超导晶格中诱导出高密度、有序排列的位错结构,形成高效磁通钉扎中 心,显著 ...
【科技日报】深海章鱼新种飞天烟灰蛸发现
科技日报· 2025-09-10 10:17
记者9月8日从中国科学院海洋研究所获悉,该所研究团队近日发现并命名了一种深海章鱼新种—— 飞天烟灰蛸。研究团队结合整合分类学方法,分析了章鱼的系统演化关系,并探讨了章鱼在深海环境中 的适应性特征。相关研究成果发表在国际学术期刊《生物多样性与进化》上。 烟灰蛸属于头足纲八腕目有须亚目。这类章鱼游泳时会扇动大耳朵一样的鳍,加上腹部突出的漏 斗,其模样与卡通形象小飞象丹波如出一辙,因此俗称"小飞象章鱼"。 新种飞天烟灰蛸发现于西太平洋卡罗琳海山水深1240米处。它体长约20厘米,通体呈半透明的橙红 色,皮肤质地柔软,呈胶质,鳍钝圆,内壳较为光滑,并具有七排同形齿的齿舌。 该研究还为章鱼分类系统的修订提供了新佐证,确认有须亚目可细分为面蛸超科和须蛸超科两个单 系群。基于古生物学证据,研究推测现生深海头足纲的共同祖先可能起源于浅海环境。 研究团队还从线粒体基因组层面探讨了深海章鱼的深海适应策略。研究发现,深海章鱼可能会通过 减少主动游泳、降低移动速度等方式降低自身的代谢需求,从而使线粒体呼吸电子传递系统保持正常功 能。这些适应机制使它能够在高压、低温和缺氧的深海极端环境中生存自如。上述研究不仅丰富了人们 对深海生物多样 ...
通过空气而非玻璃传输光信号——空芯光纤打破光损耗物理极限
科技日报· 2025-09-10 09:47
一种突破性的空芯光纤技术有望彻底改变现代光通信格局。美国微软AzureFiber研究团队最新研发 的这种光纤不再依赖传统的实心玻璃导光,而是通过空气传输光信号,其设计打破现有光纤在信号损耗 方面的物理极限,显著提升数据传输效率和距离。相关成果发表于最新一期《自然·光子学》杂志。 此外,该设计还展现出更宽的低损耗传输窗口,即在更宽的波长范围内保持信号的高保真度。这不 仅提升了单根光纤的潜在数据容量,也为未来多波长复用技术的进一步发展提供了更大空间。研究人员 指出,空芯光纤不仅能提升45%传输速度,还能在不牺牲带宽的前提下实现更远距离的数据传输。 光纤截面的扫描电子显微镜(SEM)图像。图片来源:微软AzureFiber/《自然》网站 当前通信网络广泛使用的光纤主要由高纯度石英玻璃制成,光信号在玻璃纤维中通过全反射原理进 行传输。尽管经过数十年的材料与工艺优化,玻璃本身对光的吸收和散射仍不可避免,导致信号随距离 增加而持续衰减。在典型的长距离通信中,每传输约20公里,光信号强度就会损失一半,因此必须依赖 周期性部署的光纤放大器来中继信号,尤其是在跨洋海底光缆等关键基础设施中。然而,降低损耗的传 统方法往往局限于狭 ...
失语患者有望“借机”重获“新声”
科技日报· 2025-09-10 09:01
近日,上海岩思类脑人工智能研究院有限公司(以下简称"岩思类脑")联合复旦大学附属华山医院 (以下简称"华山医院")、国家神经疾病医学中心、iBRAIN脑电联盟、浙江大学、中国科学院上海微 系统与信息技术研究所自主研发的植入式脑电大模型,实现脑机接口中文解码临床突破,有望为因渐冻 症、卒中等疾病导致失语的患者提供更好治疗方案。 这一重大突破标志着我国在脑机接口语言解码领域,特别是针对中文这一复杂语言系统的研究走在 国际前沿,未来这一系统还能适用于各种不同语言的解析重建。 建立共享脑电数据库 作为前沿技术,全球脑机接口技术研究方兴未艾,应用场景十分广阔。以Neuralink公司的侵入式硬 核技术为代表,其在运动解码方向上,取得了不少突破,如让瘫痪病人用意念遥控机械臂喝水、操纵鼠 标玩游戏等。 "从临床角度看,脑机接口最大的价值不在于概念演示。我们最终的目标是让患者重新动起来、走 起来、说出来,从而提高他们的生存质量。"华山医院院长毛颖说。 装上"中文操作系统" "今天是新的一天。"当这句清晰的电子合成音在华山医院的病房里响起时,意味着一位癫痫患者通 过脑电大模型,让大脑的思维直接转化为了可被听见的话语。这不是科幻 ...
支持大数据、人工智能等新技术在体育领域应用
科技日报· 2025-09-10 08:55
国家发展改革委社会发展司负责人陈俊介绍,据相关研究机构预测,到"十四五"末,我国户外运动产业 总规模有望突破3万亿元,是体育产业中增长最强劲的领域之一。"下一步,我们将会同国家体育总局等 部门,从规划引领、目的地建设、资金支持等方面,继续推动打造户外运动产业新增长点。"陈俊表 示。 《意见》强调,推动体育用品升级。研究制定推进体育器械制造业高质量发展实施方案。围绕竞技体育 需要,加大体育科技研发和转化力度,发挥重大专项资金、重大科技项目等引导作用,组织产学研用协 同攻关,研发一批运动员竞技、训练、测试、康复装备器材。鼓励体育企业与高校、科研机构合作,建 设体育用品创新研发中心,加强基础前沿和关键技术攻关,开发更多满足群众个性化需求的体育用品。 近年来,体育器械产业规模不断壮大。"目前,全国体育器械生产企业超过6.3万家,体育器械产业产值 从2015年的1.12万亿元提升至1.5万亿元以上,增长34%。"工业和信息化部装备工业一司司长王卫明谈 道,体育器械产业涌现出一批龙头企业,年营业收入超过百亿元的上市生产企业有8家,累计培育体育 器械领域国家级专精特新"小巨人"企业146家、制造业单项冠军企业15家。 《意 ...
高载流铁基超导线材制备成功
科技日报· 2025-09-10 08:01
马衍伟认为,这项研究突破了在非金属脆性材料中引入高密度位错的技术瓶颈,提出了一种可推广应用 于多种刚性材料的位错构建新方法,为发展低成本、高性能铁基超导线材提供了全新路径。 (文章来源:科技日报) "提高超导线材的载流能力,通常需在其内部构造大量纳米尺度的磁通钉扎中心。但由于高温超导体多 属非金属脆性材料,在铁基超导中引入高密度位错缺陷作为钉扎中心,长期以来面临着重大技术挑 战。"论文通讯作者、中国科学院电工研究所研究员马衍伟说。 针对该难题,研究团队创新提出"非对称应力场"调控策略,采用规模化挤压成形技术,协同调控静水压 力与剪切应力,成功在脆性超导晶格中诱导出高密度、有序排列的位错结构,形成高效磁通钉扎中心, 显著提升了材料在强磁场下的电流承载能力。 实验结果表明,该材料性能实现重大突破,在中等强度磁场下,其临界电流密度显著超越以往最高水 平;在极强磁场下,性能提升更为显著,达到原来的数倍,创下铁基超导线材载流性能的新世界纪录。 记者9月4日从中国科学院电工研究所获悉,该所科研人员开发出一种铁基超导线材制备新技术,成功制 备出新型高载流铁基超导线材,其载流性能指标创下新纪录。相关论文在线发表于《先进材料》 ...
全球首个低空风洞装置化身“气象考场”
科技日报· 2025-09-10 08:01
81台高功率风机轰鸣中,一架四旋翼无人机在模拟8级突风中剧烈颠簸,机翼载荷传感器传回的数据曲 线如同心电图般跳动……这是科技日报记者近日在位于广东省深圳市龙华区丹霞路1号的低空三维多物 理场耦合引导风洞(以下简称"引导风洞")测试区看到的一幕。 引导风洞是电子科技大学(深圳)高等研究院深思实验室全球首创的低空复杂环境模拟装置,也是全球 首个面向低空经济这一战略性新兴产业的风洞装置,被称为低空飞行器的"气象考场"。通过人工控制, 该装置能高精度复现城市峡谷风场、热岛效应、风切变、下击暴流等城市典型风场及极端气象,为飞行 器安全性边界划定提供科学支撑。 复现低空飞行复杂风场 中国航空学会发布的《2024年度航空领域重大科技问题、重大科技进展》指出,低空飞行器复杂环境效 应是工程技术难题之一。 "传统飞机的活动区域多为平流层或开阔区域,流场较为简单,而未来城市低空飞行器则受地形、建筑 物、植被、气温等多种因素影响,需面对对流层低空复杂风场。"深思实验室副主任郭秋泉介绍,尤其 是高容积率城市、山地城市或沿海城市,在大气环流和多种局地环流相互交互、叠加作用下,低空流场 极为复杂。 如何帮助无人机、电动垂直起降飞行器等在 ...