來源：環(huán)球科學、科技日報、中國科學報等
科學家測定最精確中微子質量上限，不足電子質量的百萬分之一
圖片來源：德國卡爾斯魯厄理工學院
作為電中性的基本粒子，中微子是宇宙中最豐富的粒子之一，以三種不同的“味道”存在：電子中微子、μ子中微子和tau中微子。這些不同類型的中微子可相互轉換，這種現(xiàn)象被稱為振蕩，提供了中微子具有質量的有力證據。這與標準模型最初假設的無質量中微子相悖，然而測量它們的確切質量依然是粒子物理學中的一個重大難題。
近日，德國卡爾斯魯厄理工學院的國際氚中微子實驗（KATRIN）團隊公布了對中微子質量上限迄今為止最精確的測量結果，將其限定在0.45電子伏特（eV）以內，這還不足電子質量的百萬分之一。這項成果進一步約束了這一宇宙中最神秘的基本粒子之一，并推動物理學超越標準模型發(fā)展。該研究成果已在最新一期《科學》雜志上發(fā)表。
https://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2025-04/11/content_587226.htm?div=-1
負面經歷會改造兒童的大腦白質，影響后期的認知和學習能力
來源：Pixabay
在人腦中，復雜的認知任務需要各個腦區(qū)之間的交流，而這一過程依賴由白質構成的神經纖維。此前，已有研究將貧困、童年創(chuàng)傷等其他不利因素與兒童白質質量較低和認知測試得分較低聯(lián)系起來。4月7日，一項發(fā)表于《美國科學院院刊》的新研究揭示了更廣泛的環(huán)境因素（包括經濟困難和鄰里安全）如何影響兒童大腦中白質的質量，進而影響他們認知能力，此外還指出可以增強年輕大腦適應力的社會因素。
據《科學》新聞消息，來自哈佛醫(yī)學院附屬布萊根婦女醫(yī)院等機構的研究者分析了美國青少年大腦認知發(fā)展（ABCD）研究中9000多名參與者的數(shù)據，并對參與者及其父母進行調查，獲得了有關他們家庭環(huán)境的數(shù)據，包括家庭收入和父母的教育水平等。在9歲或10歲時，這些參與者均接受了磁共振成像測試?；跍y試結果，研究人員可以推斷他們大腦中白質纖維束的堅固性和組織性，以及它是否有惡化或受損的跡象。在2～3年后，研究人員又測試了參與者的語言和數(shù)學技能。他們分析了大腦中73個白質的質量與早期經歷的關系，其中包括10項逆境指標，包括家庭經濟困難和父母藥物濫用，以及7項在可能抵消逆境的保護因素，例如父母教育和社區(qū)安全。研究顯示，影響白質的兩個最大因素是創(chuàng)傷暴露和社會脆弱性指標（包括社會經濟地位、住房質量和交通便利性等）。這也意味著，如果兒童經歷的創(chuàng)傷越多，社會脆弱性越強，他們大腦白質的質量就越低。而白質質量下降會導致他們在語言和算術上遇到阻礙。
https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2409985122
為了卷過對手，細菌直接修改自己的基因順序
細菌的基因在染色體上是隨機分布的嗎？大多數(shù)研究人員都持有這種觀點。當細菌在復制遺傳物質準備分裂時，會從染色體上的特定起始點oriC開始，沿著染色體雙向進行復制，并在名為ter的位點結束。研究顯示，靠近復制起點的基因的拷貝數(shù)，要比遠離復制起點的基因的拷貝數(shù)多，因此靠近復制起點的基因更可能被更頻繁讀取。在細菌生長中很少用到的基因，通常位于染色體另一端，一般在生長過程后期才會被復制。4月10日，在一項發(fā)表于《科學》的研究中，德國海因里?！ずＤ髮W和瑞士林雪平大學的研究人員發(fā)現(xiàn)，細菌65.8%的基因都表現(xiàn)出了特定的位置偏向，這些偏向在細菌生長速率較高時會更明顯。
研究人員利用生物信息學和數(shù)學方法分析了90多種細菌中4400多個基因家族的位置，發(fā)現(xiàn)大約2/3的基因家族存在位置偏向。自然選擇會驅使基因向復制的起點或終點移動，這種選擇性在快速生長的物種中最強。考慮到那些基因位置處于最優(yōu)、快速生長的細菌具有演化優(yōu)勢，研究人員認為基因在染色體上的定位必然是演化壓力造成的。這也為細菌演化提供了一個重要的解釋：正確的基因定位會使得細菌比競爭對手更具優(yōu)勢。
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm9928
多種材料利用濕度變化實現(xiàn)空氣捕碳
來源：美國西北大學
美國西北大學科學家開展的一項最新研究表明，有多種成本低且儲量豐富的材料，可利用濕度變化，直接從空氣中捕碳。他們稱之為“最富潛力的二氧化碳捕獲方法之一”。
研究團隊創(chuàng)建了一個結構化的實驗框架，比較了多種納米材料利用濕度變化捕碳的潛力。這些材料包括活性炭、納米結構石墨、碳納米管和片狀石墨等碳質材料，以及包括鐵、鋁和錳氧化物在內的金屬氧化物納米顆粒。結果顯示，氧化鋁和活性炭的捕碳速度最快；而氧化鐵和納米結構石墨捕獲的二氧化碳最多。 團隊證明了材料孔徑（多孔材料中二氧化碳可棲息的空間）對其捕碳能力的影響。通過系統(tǒng)觀察每種材料，他們發(fā)現(xiàn)，中等孔徑范圍（約50至150埃，1埃=10-10米）捕碳效率最高。未來，人們或許可通過改變材料的結構來提高其捕碳性能。
https://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2025-04/07/content_587073.htm?div=-1
最大、最詳細哺乳動物大腦連接圖譜繪成
大腦是由包括神經元在內的細胞構成的細胞網絡，神經元受到刺激后被激活，并通過突觸連接。 為了深入了解哺乳動物的大腦回路，研究人員首先記錄了小鼠在連續(xù)兩小時觀看各種視頻時視覺皮層中約7.6萬個神經元的放電情況，然后將1立方毫米小鼠腦組織切成數(shù)千個組織切片后對每張切片進行成像，并將圖像組合成一張三維腦圖。
這張高分辨率三維腦圖包含超過20萬個腦細胞，其中約8.2萬個是神經元。它還包含超過5億個神經元連接點（稱為突觸）和超過4公里長的神經元連接。這是迄今最大、最詳細的哺乳動物大腦連接圖譜。這一里程碑式的成果還首次在神經科學領域展現(xiàn)了單個神經元的大規(guī)模活動。
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1828995292351392433&wfr=spider&for=pc
保真度超99%，首款高精度量子糾纏光學濾波器問世
來源：美國每日科技網
量子糾纏是一種現(xiàn)象，其中兩個或多個粒子相互關聯(lián)，以至于一個粒子的狀態(tài)會立即影響其他粒子的狀態(tài)，無論它們之間相距多遠。這種特性對于實現(xiàn)大規(guī)模并行計算、安全信息傳輸以及超越傳統(tǒng)系統(tǒng)的傳感器靈敏度至關重要。然而，量子糾纏非常脆弱，容易受到噪聲或錯誤的影響，這限制了它們的實際應用。
近日，美國南加州大學團隊創(chuàng)造了一種新型光學濾波器。這種濾波器基于激光寫入的玻璃光通道（波導）排列而成，能像雕塑家去除多余材料一樣，濾去所有不必要的成分，僅保留純凈的糾纏狀態(tài)。不論入射光如何被降解或混合，該設備都能有效去除不需要的部分，只留下關鍵的量子相關性。這項突破的核心在于一種名為反奇偶校驗時間（APT）對稱性的理論物理學概念的應用。與傳統(tǒng)的光學系統(tǒng)不同，后者旨在避免損失并保持對稱性，APT對稱系統(tǒng)則以精確且可控的方式接受損失。通過將這種設計巧妙地結合到耗散與干涉能力之中，系統(tǒng)提供了一種獨特的方法來控制光的行為，開辟了操縱光的新途徑。這一進展為開發(fā)緊湊且高性能的糾纏系統(tǒng)打下基礎，這些系統(tǒng)可集成到量子光子電路中，從而支持更加可靠的量子計算架構和通信網絡。
https://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2025-04/08/content_587107.htm?div=-1
泡個冷水澡，身體更健康？
圖片來源：pexels.com
你是否好奇經常泡冷水澡會對身體有什么什么影響？科學家們剛剛找到了答案——冷水浸泡可能會使身體更健康，并在細胞層面預防疾病、延緩衰老。3月28日，相關研究成果在線發(fā)表于《高級生物學》。
冷水浸泡，是指將身體浸入冰水或非常冷的水中一段時間的寒冷暴露行為，近年來在運動恢復、健康促進和個人挑戰(zhàn)等領域變得越來越流行。因此，理解其對細胞機制的影響至關重要。 在該研究中，共有10名健康男性接受了浸泡實驗，他們連續(xù)7天浸泡于57.2°F（14°C）的冷水中1小時，并由研究人員在適應期前后采集血液樣本，以分析他們的細胞反應?！拔覀儼l(fā)現(xiàn)，反復的寒冷暴露能顯著改善一種關鍵的細胞保護機制——自噬功能。這種強化使細胞能更好地應對壓力，可能對健康和長壽產生重要影響?！泵绹滋A大學的Glen Kenny說。
研究顯示，盡管高強度冷應激最初會導致自噬功能失調，但持續(xù)一周的暴露使自噬活性增強并同時減少細胞損傷信號。這為冷水浸泡的效果提供了科學支持，凸顯了適應性方案在提升人類健康中的重要性，尤其適用于暴露于極端溫度的場景。
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2025/4/541538.shtm
夜間進食影響心血管健康
在熬夜工作后點上一份宵夜是許多打工人的日常。但是，在非正常時間進食可能會放大晝夜節(jié)律失調的健康風險。近日，一項《自然·通訊》上的研究表明，熬夜期間吃宵夜可能會導致心血管風險因素升高。
在2周的實驗中，科學家要求20名參與者在昏暗環(huán)境中保持清醒32小時后，模擬進行夜班作業(yè)。實驗中的光照、身體姿勢、午睡時間等均相同，唯一的變量是參與者分別在模擬的白天或夜間進食。對他們自主神經系統(tǒng)標志物、纖溶酶原激活劑抑制劑-1（與血栓相關）、血壓等心血管風險因素的分析表明，夜間進食會導致心血管風險升高，而在白天進食則不會。該研究雖然樣本量較小，但嚴格控制變量，對熬夜工作者有一定的參考意義。
https://mp.weixinbridge.com/mp/wapredirect?url=https%3A%2F%2Fwww.nature.com%2Farticles%2Fs41467-025-57846-y&action=appmsg_redirect&uin=MTU0MDM5NTEwMg%3D%3D&biz=MjM5NDA1Njg2MA==&mid=2652084018&idx=1&type=1&scene=0
美國亞馬遜將發(fā)射首批互聯(lián)網衛(wèi)星
來源：美國亞馬遜公司
美國亞馬遜公司的衛(wèi)星互聯(lián)網部門——柯伊伯，即將于近日發(fā)射27顆衛(wèi)星入軌。該公司希望全面部署衛(wèi)星互聯(lián)網網絡，并與美國太空探索技術公司（SpaceX）的星鏈抗衡。
柯伊伯將打造一個由數(shù)千顆衛(wèi)星組成的網絡，把互聯(lián)網信息傳送到世界各地，讓偏遠地區(qū)的人在缺乏本地基礎設施的情況下上網。這個概念和星鏈如出一轍。 亞馬遜此前表示，其衛(wèi)星將以每小時2.7萬公里的速度運行，大約每90分鐘繞地球一圈。為了連接互聯(lián)網，用戶需要購買一個小型終端設備，并將其安裝在屋頂上。
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2025/4/541959.shtm
科學家成功創(chuàng)建“熱薛定諤貓態(tài)”
薛定諤貓態(tài)是指量子對象同時處于兩種矛盾狀態(tài)的疊加現(xiàn)象。這一思想實驗中的“既生又死”的貓，如今在真實物理系統(tǒng)中被賦予新的詮釋。據最新一期《科學進展》雜志，奧地利因斯布魯克大學與西班牙巴塞羅那光子科學研究所的聯(lián)合團隊首次證明，量子疊加態(tài)的生成無需依賴極低溫環(huán)境，在接近1.8開爾文的相對較高溫度條件下即可實現(xiàn)。
該成果對量子技術發(fā)展具有里程碑意義，表明即便在非理想、更溫暖的環(huán)境中，量子現(xiàn)象仍可被觀測和利用。只要系統(tǒng)具備必要相互作用，溫度將不再是限制。這一發(fā)現(xiàn)不僅擴展了量子技術的應用場景，也為常溫量子傳感器、通信協(xié)議及混合量子系統(tǒng)的發(fā)展提供了理論支撐。
https://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2025-04/08/content_587106.htm?div=-1
《科技導報》創(chuàng)刊于1980年，中國科協(xié)學術會刊，主要刊登科學前沿和技術熱點領域突破性的成果報道、權威性的科學評論、引領性的高端綜述，發(fā)表促進經濟社會發(fā)展、完善科技管理、優(yōu)化科研環(huán)境、培育科學文化、促進科技創(chuàng)新和科技成果轉化的決策咨詢建議。常設欄目有院士卷首語、智庫觀點、科技評論、熱點專題、綜述、論文、學術聚焦、科學人文等。
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