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  九层石墨烯揭示了挑战物理世纪的量子态

  中国南京大学的研究人员在王雷和于葛亮的带领下，首次观察到了全新的电子行为，这种行为与一百多年前建立的原理相矛盾。这种现象被称为“跨维异常霍尔效应”(TDAHE)，是在厚度仅为 2 至 5 纳米的菱面体石墨烯中检测到的。这一发现代表了理解电子在微观尺度上行为方式的根本性进步，并为超低功耗存储设备开辟了前景。 统治电子物理学一个多世纪的定律 几代人以来，物理学已经建立了一条被认为是绝对的规则：“正交定律”。这一原理决定了三个基本分量——磁化强度 (M)、电流 (J) 和产生的电场 (E_H)——必须始终彼此垂直。该规则在已知系统中完美运行，塑造了对磁场中电子行为的所有科学理解。 #NJU Joint Research Published in Nature Recently, the research group led...

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  最新ニュース (JA)

  NASAと日本の大学による研究は、地球上の生命は10億年以内に絶滅することを指摘している

  NASAと日本の東邦大学の科学者たちは、地球上で生命がいつ消滅するかを示すシミュレーションをスーパーコンピューターで実施した。推定される期間は今から約 10 億年後です。主な原因は、太陽の明るさが徐々に増加することであり、これにより、地球は徐々に生物が住めなくなるだろう。 この研究は以前の推定を改良し、地球の生物圏の崩壊に関するより正確なタイムラインを提供します。より長い期限を示唆した過去の予測とは異なり、新しい研究は、大気の脱酸素化は、恒星の進化の最終段階で太陽によって惑星が物理的に破壊されるかなり前に起こることを示している。 太陽熱が大気に与える影響 太陽は 1 億年ごとに約 1% ずつ明るさが増加しますが、これは自然な継続的なプロセスです。このエネルギーの漸進的な増加により、地球の表面の温度は数世紀にわたって大幅に上昇します。その結果は、地球上の複雑な生命の維持にとって壊滅的なものとなるでしょう。 温暖化が進むと、大気中の酸素濃度が急激に低下し始めます。大気の質は悪化し、生物は生存においてますます困難に直面することになるでしょう。このプロセスは突然起こるのではなく、数百万年かけて徐々に進行し、生命を維持する生物地球化学サイクルを根本的に変化させます。 太陽の明るさは1億年ごとに約1%増加します 地球の温度が上昇し、海洋と地球の大気に影響を与える 利用できる二酸化炭素が少なくなると光合成が損なわれる 酸素レベルは臨界点で急激に低下する コンピュータシミュレーション手法 東邦大学の研究者は、NASA の惑星モデルと協力して、高性能スーパーコンピューターで数十万回のシミュレーションを実施しました。この研究では、太陽の明るさが増大することで、大気化学の基本要素である炭素とケイ酸塩の地球化学サイクルがどのように変化するかを分析した。シミュレーションでは、気候、海洋、生命の存在によって影響を受ける大気の化学組成の間の複雑な相互作用も考慮されました。 この結果は、現在存在する酸素が豊富な大気の寿命が現在から約10億年と限られていることを示しています。この予測は、生物圏の終焉をはるかに長期的に予測した以前の予測を大幅に改良したものである。新しいモデルは、将来の膨張段階で惑星が太陽に飲み込まれたり溶けたりするかなり前に脱酸素が起こることを示している。 陸上生態系への漸進的な影響 太陽熱による温度の上昇により、地球の表面の状態は、今日存在する生命にとって両立しなくなるでしょう。海洋は部分的に蒸発し、地質学的スケールに暴走的な温室効果をもたらし、温暖化を増幅させる可能性があります。過酷な環境に適応した極限環境生物でさえ、空気が呼吸できなくなり、過剰な熱が地球上を支配すると、乗り越えられない限界に直面することになる。 生命の消滅は突然の壊滅的な出来事ではなく、数百万年にわたる種と生態系の漸進的な衰退を通じて起こるでしょう。植物は効率的に光合成を行う能力を失い、動物は食料と水の不足に直面し、微生物はますます不利な状況に直面することになります。これほど長い時間スケールで考えると、地球上の人類の存在は、別のまったく異なる理由ですでに変化しているか、消滅している可能性があります。...

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  美国宇航局和日本大学的研究表明陆地生命将在十亿年内灭绝

  美国宇航局和日本东邦大学的科学家在超级计算机上进行了模拟，以预测地球上生命何时将不复存在。估计的时间范围是从现在起大约十亿年。主要原因是太阳光度的逐渐增加，这将使地球逐渐不适合生物体居住。 该研究完善了之前的估计，并为地球生物圈的崩溃提供了更准确的时间表。与过去指向更长期限的预测不同，这项新研究表明，在行星在恒星演化的最后阶段被太阳物理摧毁之前，大气层的脱氧就会发生。 太阳能加热将如何影响大气 太阳的光度每 1 亿年增加约 1%，这是一个自然且持续的过程。能量的逐渐增加将导致地球表面的温度在几个世纪内显着上升。其后果对于地球上复杂生命的维持来说将是毁灭性的。 随着气候逐渐变暖，大气中的氧气含量将开始急剧下降。空气质量将会恶化，生物体的生存将面临越来越大的困难。这个过程并不是突然发生的，而是在数百万年的时间里逐渐展开，从根本上改变了维持生命的生物地球化学循环。 太阳的光度每 1 亿年增加约 1% 全球气温上升并影响海洋和地球大气层 可用二氧化碳减少，光合作用受损 氧气含量在临界点急剧下降 计算机模拟方法 东邦大学的研究人员与 NASA 行星模型合作，在高性能超级计算机上进行了数十万次模拟。该研究分析了太阳亮度的增加如何改变碳和硅酸盐（大气化学的基本元素）的地球化学循环。模拟还考虑了受生命存在影响的气候、海洋和大气化学成分之间复杂的相互作用。 结果表明，目前存在的富氧大气的寿命有限，约为十亿年。这一预测是对先前估计的重大改进，先前的估计将生物圈的终结置于更长期的时期。新的模型表明，脱氧作用早在行星在未来的膨胀阶段被太阳吞噬或融化之前就发生了。 对陆地生态系统的渐进影​​响 太阳加热引起的温度升高将使地球表面的条件与当今的生命不相容。海洋可能会部分蒸发，并在地质尺度上产生失控的温室效应，从而加剧变暖。当空气变得难以呼吸、地球上的温度过高时，即使是适应恶劣环境的极端微生物也将面临难以克服的限制。...

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  リーグ・オブ・レジェンドは最大10週間注意力と記憶力を向上させることが研究で判明

  中国電子科学技術大学の研究者らは、リーグ・オブ・レジェンドをプレイすると、注意力、記憶力、脳機能に目に見える改善がもたらされることを発見しました。科学者らが提示したデータによると、実験終了後10週間経ってもプラスの効果は検出可能だった。この研究では、ゲーム経験がほとんどない68人の若者を30週間追跡調査しました。 方法論とゲーム間の比較 参加者のグループは、1 日 1 時間、週 5 日、リーグ・オブ・レジェンドをプレイしました。もう 1 つのグループは、比較の目的で、戦略的カード ゲームである三國志を同じ頻度と期間でプレイしました。研究者らは参加者をいくつかの時点でテストし、空間的注意、空間的作業記憶、実行機能を評価した。 両方のグループは追跡調査中にいくつかの認知タスクで改善を示しました。ただし、リーグ・オブ・レジェンドをプレイしたグループは、空間注意力と作業記憶が大幅に向上しました。分析では各参加者の安静時の脳活動も記録され、リーグ・オブ・レジェンドのグループは脳波パターンのより顕著な変化を示したことが明らかになった。 神経の変化と脳の効率 データは、脳波パターンの変化が脳の情報処理効率の向上を示していることを示しました。研究者らによると、ゲームの種類によって刺激される神経経路も異なりますが、リーグ・オブ・レジェンドのようなアクションゲームはより強力で持続的な効果を生み出します。この違いは、ゲームの競争的でダイナミックな性質がより強力な認知的課題をもたらすことを示唆しています。 スペースの注目: リーグ・オブ・レジェンドのグループは、三國志のプレイヤーよりも大きな利益を示しました ワーキングメモリ: 戦略的行動グループにおけるより重要かつ永続的な改善 実行機能: どちらも改善されましたが、違いはリーグ・オブ・レジェンドグループに有利でした 脳波パターン: 脳波によって検出されたリーグ選手の最も顕著な変化...

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  研究发现，《英雄联盟》可提高注意力和记忆力长达十周

  中国电子科技大学的研究人员发现，玩英雄联盟可以显着改善注意力、记忆力和大脑功能。根据科学家提供的数据，实验结束十周后仍然可以检测到积极效果。该研究对 68 名几乎没有游戏经验的年轻人进行了为期 30 周的跟踪调查。 方法论和游戏之间的比较 一组参与者每周玩五天，每天玩一小时英雄联盟。为了进行比较，另一组则玩了《三国传奇》，这是一款具有相同频率和持续时间的策略卡牌游戏。研究人员在几个时间点对参与者进行了测试，评估空间注意力、空间工作记忆和执行功能。 在随访过程中，两组人在多项认知任务上都表现出改善。然而，玩《英雄联盟》的小组在空间注意力和工作记忆方面取得了显着的进步。分析还记录了每位参与者的静息大脑活动，发现英雄联盟组的脑电波模式变化更为明显。 神经变化和大脑效率 数据显示，脑电波模式的变化表明大脑处理信息的效率更高。研究人员表示，不同类型的游戏会刺激不同的神经通路，但像《英雄联盟》这样的动作游戏会产生更强、更持久的效果。这种差异表明游戏的竞争性和动态性提供了更强大的认知挑战。 空间关注：英雄联盟玩家收益高于三国传奇玩家 工作记忆：战略行动组的更显着和持久的改进 执行职能：均有所改善，但差异有利于英雄联盟团队 脑电波模式：脑电图检测到的联盟球员最显着的变化 随访结果：实验结束十周后效益维持不变 认知收益的持久性 该研究最相关的方面是认知收益的持久性。当参与者完成实验十周后再次接受测试时，注意力和记忆力的改善仍然可见。这将《英雄联盟》与许多认知干预措施区分开来，后者的效果在完成后会迅速减弱。 作者认为，这种持久性可能与《英雄联盟》所带来的战略挑战和持续的动力需求有关。游戏需要快速处理视觉信息，在压力下实时进行战术规划和决策。这些活动可能比静态任务或动态性较低的游戏更强有力地巩固神经可塑性变化。 局限性和科学背景 将研究结果置于其真正局限性的背景下非常重要。该研究仅涉及年轻、健康的大学生，这一群体不能代表所有年龄和健康状况的人群。研究人员也没有完全控制外部因素，例如个人动机、学业负担或实验之外的游戏。 研究结果并不能证明仅仅玩英雄联盟就会自动让每个人变得更聪明。在测试组中，效果似乎是可测量的且一致的，但完整的生物学机制仍需要进一步研究。不同的玩家特征可能对相同的刺激有不同的反应，而遗传因素会影响认知改善的程度。 对大脑健康的影响...

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  研究者らは天の川銀河の星形成円盤がどこで終わるのかを特定する

  天文学者は、天の川銀河の主要な星誕生領域が終わる正確な境界を地図に描きました。この境界は銀河の中心から約 40,000 光年離れており、新しい星の形成が劇的に減少する地点を示しています。この発見は、数十年にわたって科学界の興味をそそってきた疑問を解決し、銀河が数十億年にわたってどのように構造化されたかを明らかにするものである。この研究では、星の年齢測定と高度なコンピューターシミュレーションを組み合わせて、星の年齢と核からの距離に応じた星の分布における独特のU字型パターンを特定しました。 銀河の縁を現したU字模様 天文学者は、銀河が星を均一に形成しないことを常に知っていました。このプロセスは、密度の高い中央領域で始まり、時間の経過とともにゆっくりと外側に拡大します。これは「インサイドアウト」成長と呼ばれる現象です。これは、中心から離れた星ほど平均的に若いことを意味するはずです。初期データはまさにこの傾向を裏付けているようでした。 Lactea経由 – 写真: Goinyk Production/shutterstock.com しかし、中心から3万5千光年から4万光年の間に到達したとき、予期せぬことが起こりました。距離が増すにつれて星は再び老化しました。この反転パターンにより、U 字型の谷の特徴を持つグラフが作成されました。研究チームは、最小年齢点が星形成効率の急激な低下と一致していることに気づき、形成円盤の真の端がそこにあることを確認した。この発見は、私たちの銀河における星の誕生過程の限界を理解するための基礎となりました。 観察とシミュレーションを組み合わせた革新的な方法論 この研究では、スーパーコンピューター上で実行されるシミュレーションを使用して、観察された特性の原因となる物理メカニズムを特定しました。このアプローチは、年代測定が容易な巨星の年齢の測定と最先端の計算モデルを組み合わせた革新的なものでした。この観察データと理論データの組み合わせは、未解決のままの問題を解決するのに効果的であることが証明されました。 現在上海交通大学に在籍するブラジルの天文学者ジョアン・アマランテ氏も研究に参加し、方法論の重要性を強調した。 「これらのシミュレーションは、星の移動が銀河の星の年齢プロファイルをどのように形作るかを実証するのに役立ち、銀河の星形成円盤の端を特定できるようになりました。」と彼は説明しました。観測技術と計算技術を組み合わせることで、銀河構造の将来の研究に新たな可能性が開かれました。 放射状の移動は境界を越えた星を説明する 興味をそそられる疑問が 1 つ残っています。もし星の形成がこの境界で急激に減少するのなら、なぜその境界を越えた星が存在するのでしょうか?答えは、放射状移行と呼ばれるプロセスにあります。星は銀河を横切る渦巻状の波に乗って「ヒッチハイク」し、徐々に生まれ故郷から遠ざけられます。 ゆっくりとしたランダムな移動により、最も遠い星が最も古い星になります。 ほぼ円形の軌道により、他の銀河との衝突による放出の可能性が排除されます。...

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  研究人员确定了银河系恒星形成盘的终点

  天文学家已经绘制出了银河系主要恒星诞生区域结束的确切边界。边界距银河系中心约 40,000 光年，标志着新恒星形成急剧减少的点。这一发现解决了科学界数十年来一直感兴趣的一个问题，并揭示了星系在数十亿年来的结构。该研究将恒星年龄测量与先进的计算机模拟相结合，根据恒星的年龄和距核的距离来识别恒星分布中独特的 U 形模式。 揭示银河边缘的U形图案 天文学家一直都知道星系不会均匀地形成恒星。这一过程从较密集的中心区域开始，并随着时间的推移慢慢向外扩展——这种现象称为“由内而外”的增长。这应该意味着远离中心的恒星平均更年轻。最初的数据似乎准确地证实了这一趋势。 通过 Lactea – 照片：Goinyk Production/shutterstock.com 然而，当距离中心35至4万光年时，意想不到的事情发生了：随着距离的增加，恒星再次变老。这种倒置的图案创建了具有 U 形山谷特征的图形。研究小组意识到，最小年龄点与恒星形成效率急剧下降同时发生，证实了形成盘的真正边缘位于那里。这一发现对于理解银河系恒星诞生过程的局限性至关重要。 结合观察和模拟的创新方法 这项工作使用在超级计算机上运行的模拟来识别导致观察到的特征的物理机制。该方法具有创新性，它将巨星年龄的测量（更容易确定年代）与最先进的计算模型结合起来。事实证明，这种观测数据和理论数据的交叉能够有效解决一个悬而未决的问题。 目前在上海交通大学工作的巴西天文学家若昂·阿马兰特参与了这项研究，并强调了该方法的重要性。 “这些模拟帮助我们展示了恒星迁移如何塑造星系的恒星年龄轮廓，使我们能够识别银河系恒星形成盘的边缘，”他解释道。观测和计算技术的结合为未来研究星系结构开辟了新的可能性。 径向迁移解释了边界之外的恒星 有一个问题仍然令人好奇：如果恒星形成在这一边界处急剧减少，为什么在它之外还会有恒星？答案在于一个称为径向迁移的过程。恒星可以“搭便车”席卷整个银河系的螺旋波，逐渐远离它们的诞生地。 缓慢、随机的迁移导致最遥远的恒星成为最古老的恒星。...

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  天文学者が核から4万光年離れた天の川の限界を地図化

  研究者らは、天の川の外縁の位置を正確に特定することに成功した。収集された新しいデータによって明らかになったように、重要なランドマークは銀河核から4万光年離れたところに位置しています。この発見は、太陽系を含む銀河の構造と限界について、前例のない理解をもたらします。この研究では、現在利用可能な最も先進的な望遠鏡を使用して、遠く離れた星の動きを追跡しました。 観測とデータ収集の方法 宇宙望遠鏡と地上望遠鏡が連携して、数万個の星の詳細な地図を作成しました。研究者らは、空間内での速度や方向など、各天体の固有運動を分析した。天の川銀河内の星は一貫した運動パターンを示しており、その境界を簡単に特定できます。 科学チームは、可視光、赤外線、その他の電磁スペクトルにわたる複数の波長からのデータを使用しました。さまざまなソースからの情報を組み合わせることで、測定の信頼性が大幅に向上しました。コンピューターは何百万ものデータポイントを処理して、銀河構造の正確な 3 次元地図を生成しました。 銀河を理解するための示唆 天の川の正確なサイズを知ることで、現在の宇宙論モデルが改良されます。天文学者は現在、銀河の総質量と正常物質と暗黒物質の分布をより正確に推定できるようになりました。星と暗黒物質の分布パターンは、天の川がどのように形成され、時間の経過とともに進化したかについての重要な情報を明らかにします。 この発見は、地球に対する天体の距離に関する計算を変更します。銀河の端がリセットされると、銀河と宇宙の構造の相対的な位置が変化します。これは、将来の観測のための正確な座標に依存する天文プロジェクトに直接影響します。 天の川の構造的特徴 天の川には明確で均一なエッジがありません。データが示すように、この構造は複雑な特徴を示しています。 直径約10万光年の主円盤 銀河構造全体を取り囲む暗黒物質の球状のハロー 新しい星が集中的に生まれるスパイラルアーム 超大質量ブラックホールに近い密集したクラスターを持つ中心領域 円盤と外側のハローの間の段階的な移行ゾーン 識別されたエッジは、高密度の円盤が分散した暗黒物質のハローに取って代わられる点を示しています。この領域には、古い星、球状星団、暗黒物質が低濃度で分布しています。この移行は突然ではなく徐々に行われ、明確に定義された星の運動パターンにより、天文学者は主構造がどこで終わるのかを正確に認識できます。 発見前の科学的背景 何十年もの間、天の川の正確な大きさは不明のままでした。直径は80,000から120,000光年の範囲であると推定されており、天文学界で継続的な議論を引き起こしています。銀河間の塵が遠方の領域の視界を遮るため、銀河内の地球の位置によって直接観測が困難になります。従来の望遠鏡は、銀河の端にある物体を検出するのに限界がありました。 過去 15 年間の技術の進歩により、これらの制限を克服することが可能になりました。赤外線望遠鏡は宇宙塵の雲を貫通することができます。重力波検出器は、これまで見えなかった動きを明らかにします。ガイアのような宇宙ミッションでは、位置と速度がわかっている数千万の星のカタログが提供されています。これらのツールを組み合わせることで、科学者たちは最終的に、天の川が実際にどこで終わるのかを自信を持って定義することができました。...

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  天文学家绘制出距核4万光年的银河系界限

  研究人员已经成功精确确定了银河系外边缘的位置。根据收集到的新数据显示，一个重要的地标位于距银河核 4 万光年的地方。这一发现让我们对太阳系所在星系的结构和限制有了前所未有的了解。该研究使用了目前最先进的望远镜来追踪遥远恒星的运动。 观察和数据收集方法 太空和地面望远镜共同绘制了数万颗恒星的详细地图。研究人员分析了每个天体的自行运动，包括其在空间中的速度和方向。银河系内的恒星表现出连贯的运动模式，可以轻松识别它们的边界。 该科学团队使用了来自多个波长的数据，涵盖可见光、红外和其他电磁频谱。结合不同来源的信息显着提高了测量的可靠性。计算机处理数百万个数据点，生成精确的银河结构三维图。 对理解银河系的意义 了解银河系的确切大小可以完善当前的宇宙学模型。天文学家现在可以更准确地估计星系的总质量以及正常物质和暗物质的分布。恒星和暗物质的分布模式揭示了有关银河系如何随着时间的推移形成和演化的重要信息。 这一发现改变了天体相对于地球距离的计算。当星系边缘重置时，星系与宇宙结构的相对位置发生变化。这直接影响到依赖精确坐标进行未来观测的天文项目。 银河系的结构特征 银河系没有明确且均匀的边缘。数据显示，该结构呈现出复杂的特征： 主盘直径约10万光年 围绕整个星系结构的暗物质球形晕 新星以集中模式诞生的螺旋臂 靠近超大质量黑洞的密集星团中心区域 圆盘和外晕之间的逐渐过渡区域 识别出的边缘标志着致密圆盘让位于分散的暗物质晕的点。该区域包含老恒星、球状星团和以不太集中的形式分布的暗物质。这种转变不是突然的而是渐进的，具有明确的恒星运动模式，使天文学家能够准确识别主要结构的终点。 发现之前的科学背景 几十年来，银河系的确切大小仍然不确定。据估计，它的直径在 80,000 到 120,000...

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  ニューヨーク大学の研究が白髪の色素沈着を回復する方法を明らかに

  NYU Langone Health が Nature 誌に発表した研究では、白髪の出現の原因となるメカニズムが特定され、その過程を逆転させる展望が開かれました。研究者らは、毛髪の色素沈着の原因となるメラノサイト幹細胞が、時間の経過とともに毛包内での可動性を失うことを発見しました。この不動性により色素の継続的な生成が妨げられ、その結果、白髪や白髪が生じます。この発見は、この現象が必ずしも不可逆的ではないことを示唆しており、将来の治療介入に科学的根拠を提供します。 幹細胞が卵胞内で機能を失う仕組み メラノサイト幹細胞 (McSC) は、毛の成長サイクル中に毛包の異なる区画間を移動します。この動きにより、毛が成熟し、形成中の毛に色素が沈着します。加齢に伴い、これらの細胞の割合がバルジと呼ばれる領域に閉じ込められるようになり、そこでは分化に不可欠な特定のタンパク質が受け取られなくなります。 この固定された位置では、McSC は活性メラノサイトへの変換に不可欠なタンパク質である WNT タイプのシグナルを受信しなくなります。その結果、たとえ髪の成長が正常に続いたとしても、色素のない髪が生成されます。伊藤真由美教授率いる研究は、幹細胞の最大50％が老化した卵胞に閉じ込められる可能性があることを実証し、充血が大多数の人に影響を与える理由を説明しています。 ストレスは髪の老化を促進する これまでの研究では、強いストレスと白髪の出現の促進とがすでに関連付けられています。 2021年のコロンビア大学の研究では、ストレスの多い状況で活性化される交感神経系が、色を担当する細胞に直接影響を与えることが実証されました。ニューヨーク大学の研究は、McSC の老化が他の種類の成体幹細胞よりも早く起こる理由を説明することで、この見解を補完しています。 慢性的なストレスなどの要因により毛の再生サイクルが加速され、細胞が閉じ込められる可能性が高まります。文書化されたケースでは、ストレスの軽減と同時に個々のストランドの色素沈着が部分的に回復しました。この発見は、心理的ストレスの制御に基づく予防的アプローチへの道を開きます。 充血における遺伝的および民族的違い 遺伝的および民族的要因にもよりますが、脱毛は 30...