· 物理学 ·
进一步了解中微子的行为
中微子是有望揭示宇宙物质起源的微小基本粒子，但由于会与物质发生微弱的相互作用，所以很难研究。中微子有不同的形式，或称“味”，这些味会在中微子振荡过程中发生演化。研究这个过程能揭示中微子质量的许多细节以及这些味如何混合，包括中微子或反中微子（中微子对应的反物质）的振荡方式是否有差异，或不对称。确定不对称或能解释当前宇宙中物质多于反物质的起源。近几十年的中微子振荡实验带来了一些见解，但仍有很多问题有待解答。近日，《自然》（Nature）发表的一项研究中，位于美国的NOvA实验和日本的T2K实验取得了对中微子行为的进一步认知，增进了我们对中微子振荡这一过程的理解，或能用于探索宇宙中的正反物质不对称。
NOvA和T2K是两个现役的长基线中微子振荡实验，它们能探测从一个加速器设施到一个大型探测器、穿过地球数百千米的中微子。研究者对这两个实验的数据集进行了联合分析，发现了与中微子质量和基本对称相关的新限制条件。两个数据集之前都被分析过，但这次的联合分析提升了结果的统计学显著性，并取得了对中微子质量差异以及中微子-反中微子振荡不对称的更精确测量结果。这些结果提供了对控制中微子与反中微子振荡差异的参数的精确估算。虽然没有直接观测到中微子与反中微子的不对称，但数据提示两种粒子间可能存在违反对称性的情况。（Nature）
· 量子计算 ·
谷歌再度宣称实现量子霸权，引发相关研究者质疑
图片来源：谷歌
近日，谷歌量子AI与合作者团队（Google Quantum AI and Collaborators）在《自然》（Nature）上报告了一项历史性突破，量子计算机首次在硬件上成功运行了一个可验证算法——非时序关联子（out-of-order time correlator，OTOC），又被研究者称为“量子回声”（Quantum Echoes）——运行速度达当前最快的经典超级计算机的13 000倍。该系统能够精确计算分子结构，为量子计算走向实际应用铺平了道路。
研究者使用谷歌于2024年推出的新型量子芯片Willow运行量子回声算法，并与世界上最快的超级计算机上的经典算法进行了对比。该芯片包含105个超导电路，用于存储量子比特。量子回声算法通过将精心设计的信号发送到量子系统（Willow芯片上的量子比特），扰动一个量子比特，然后反向精确运行这些操作来“聆听”返回的“回声”。这种量子回声通过建设性干涉（量子波叠加）得到放大，使得测量结果极为敏感。结果显示，量子回声算法在Willow芯片上的运行速度是经典算法的13 000倍。此外，谷歌还与加利福尼亚大学伯克利分校合作，利用量子回声算法研究了两个分子（分别含有15和28个原子）的结构，实验结果与传统的核磁共振（NMR）技术相匹配，并揭示了NMR通常无法获得的信息。这意味着，这一技术有望应用于化学、生物学和材料科学等领域，为药物发现和新材料设计提供强大的工具。这项研究不仅展示了量子计算机在某些任务上超越经典计算机的能力，还为量子计算的实际应用提供了新的可能性。但还需要另一台量子计算机来验证谷歌所描述的行为。
“量子霸权”又称“量子优越性，”是指量子计算拥有的超越所有经典计算机的计算能力。谷歌曾在2019年首次提出实现量子霸权，但该任务没有实际应用价值，且后来被其他研究人员证明经典计算机也可以完成。类似地，这次也有量子物理学家表示，量子回声算法更快的运行速度不足以完全排除经典算法的潜在改进空间。而且谷歌的量子回声算法目前只能应用于可以高效进行经典模拟的分子，例如甲苯，要应用于更复杂的系统（如蛋白质）需要更低噪声的硬件或更有效的错误纠正方法。美国得克萨斯大学的计算机科学家Scott Aaronson认为，谷歌的成果虽然令人鼓舞，但从当前的演示到实现商业用途或可扩展的量子计算机仍面临巨大挑战。（谷歌，Nature news）
· 航空航天 ·
SpaceX称已禁用2500多个被缅甸诈骗中心使用的星链终端
图片来源：X
当地时间10月22日，Starlink业务副总裁Lauren Dreyer在X发布推文，表示SpaceX已切断超2500个被缅甸诈骗团伙使用的Starlink终端服务。该推文写道：“SpaceX会持续监控用户是否违反我们的《用户使用政策》及法律……在极少数违规案例中，我们会采取必要措施。”虽然Dreyer未说明具体禁用方式，但据Ars Technica报道，Starlink可以通过终端ID远程禁用服务，或阻断特定区域的信号接收。（Ars Technica）
· 动物行为学 ·
线虫利用静电扑向宿主
小卷蛾斯氏线虫（Steinernema carpocapsae）可以寄生蛾类等飞行昆虫，因此常备用于防治农业害虫。最近，一项发表于《美国科学院院刊》（PNAS）的研究发现，线虫可以借助宿主体表的静电，飞跃10毫米的距离，这相当于它自身体长的20倍。
研究团队将果蝇固定在可调控静电电荷的铜线上，随后将昆虫放置在距离线虫约6毫米高的位置，并用摄像机记录下线虫附着到宿主身上的慢动作过程。结果发现，在果蝇携带着飞行昆虫常见的静电荷数时，参与实验的19条线虫全部成功跳跃到宿主身上。其中一些线虫起跳时甚至朝向完全相反的方向，但依然能借助静电接触宿主。此前的研究已经显示，静电可以帮助花粉吸附在蜜蜂身上，还能欺骗昆虫陷入蜘蛛网，这些发现正在展示静电力在动物王国中的重要作用。（Science news）
· 可持续 ·
锂电池全球回收框架
锂离子电池是可再生能源转型的重要途径，广泛应用于电动汽车等领域。但生产和处理锂离子电池会产生碳足迹，抵消其作为可持续替代方案的获益。锂离子电池的供应链涉及复杂的跨国生产贸易网络，理清该网络对设法减排至关重要。根据《自然》（Nature）发表的一篇论文，通过一种全球协作的循环经济策略，可将锂离子电池供应链碳排放削减约达35%。这项研究分析了电池供应链每一环节的碳排放，识别出潜在的减排节点。
研究者对锂离子电池供应链的碳排放进行了建模分析，发现了一种“价值-排放悖论”，即供应链中收益较少的部分反而产生了更高的碳排放。结果表明采矿造成的排放比例最大，占电池生产总排放的38.52%，但采矿仅占电池总价值的18.78%。而正极生产排放量占全过程的34.82%，却贡献了电池总价值的42.56%。然而，通过循环经济回收这些金属，能在全球平均降低锂离子电池生产排放量的35.87%。各区域减排幅度分别可达：美国39.14%，欧盟37.28%，中国42.35%。研究者提出，这一框架可能会导致不平等，因为有些国家从锂离子电池回收中的获益将多于其他国家。因此，这种循环经济必须建立在国家间坚实的协议基础上。（Nature）