科学家发现异类夸克-胶子等离子体创造的低能量"突破点"

科学家发现异类夸克-胶子等离子体创造的低能量"突破点"猜想的核物质相图。新的数据--显示高碰撞能量产生了夸克胶子等离子体（QGP），而最低能量的碰撞却没有--将帮助科学家绘制出QGP和强子阶段之间的边界。资料来源：布鲁克海文国家实验室物理学家通过将金原子核碰撞在一起，创造出一种被称为夸克-胶子等离子体（QGP）的奇异物质状态。通过系统地改变参与碰撞的能量，科学家们已经表明，QGP存在于能量从2000亿电子伏特（GeV）至少下降到19.6GeV的碰撞中。然而，它的产生似乎在最低的碰撞能量，即3GeV时被"关闭"了。在描述这些对撞中产生的质子分布的数据中，"关闭"信号显示为一个符号变化--从负数到正数。该分析将数据与包括QGP的形成在内的数值模拟进行了比较。如果数据与预测相符，它就提供了QGP已经形成的证据。因此，在最低碰撞能量下的符号开关是一个迹象，表明QGP的形成在该能量下被关闭。这些发现将帮助物理学家绘制出核物质的阶段，以及QGP能够存在的温度和密度条件，以及普通物质和QGP之间的过渡。新的分析使用了相对论重离子对撞机（RHIC）STAR探测器在RHIC光束能量扫描的第一阶段收集的数据，系统地搜索了10种不同的碰撞能量。来自STAR合作组织的科学家们逐一测量了质子的数量减去产生的反质子的数量，以及净质子生产分布的各种特征。他们将他们的观测结果与使用量子色动力学（QCD）方程的"第一原理"计算进行了比较，QCD是描述夸克和胶子相互作用的理论。这种方法被称为格子QCD，模拟了4D时空格子上的夸克-胶子相互作用。在碰撞能量为200、62.4、54.4、39、27和19.6GeV时，数据与QGP一致。在19.6GeV以下，数据继续与预测相符，尽管有很大的误差条显示不确定性的范围。但是在最低的能量，3GeV，科学家们看到了戏剧性的转变。所分析的特征之间的层次顺序发生了翻转--关键关系的符号也发生了翻转，从负数变为正数。这种符号变化表明，在RHIC的最低碰撞能量下，QGP的形成被关闭，这一点得到了第一性原理计算的支持。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368709.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1368709.htm

研究人员在聚变燃烧的等离子体中发现奇怪的高能量行为

研究人员在聚变燃烧的等离子体中发现奇怪的高能量行为自2009年以来，国家点火设施（NIF）的科学家们一直在追求核聚变，使用192个激光器阵列向一个约为球形轴承大小的燃料囊发射高能脉冲。这粒燃料是由氘和氚组成的，用突如其来的强热将其湮灭，使独立的原子融合成氦，在此过程中释放出巨大的能量。在一个理想的世界里，核聚变研究人员将让这些核聚变反应作为热源，摒弃激光，让他们相遇为自己提供能量，成为一个自我维持的能源。今年1月，NIF的科学家们发表了研究报告，其中他们详细介绍了实现这一梦想的重要步骤，调整了他们的技术以创造一个自我持续的"燃烧等离子体"。尽管燃烧的等离子体只存在了几纳秒，但这项研究是该领域的首创，也是核聚变研究这一分支--即惯性约束核聚变（ICF）的重要进展。对这种燃烧的等离子体的新分析现在显示出它以一种意想不到的方式表现出来，其中的离子显示出比模型预测的能量更高。新论文的主要作者阿拉斯泰尔-摩尔说："这意味着经历核聚变的离子在最高性能的轰击中带来了比预期更多的能量，这是用于模拟ICF内爆的正常辐射流体力学代码所不能预测的。"科学家们将离子出乎意料的高能行为比作多普勒效应，就像你可能听到警笛在汽车接近、经过，然后驶向远方时的变化一样。该团队说，需要更先进的模拟来正确地充实起作用的过程，但这样做可以为今后的聚变设施设计提供关键的见解。该团队写道："了解这种偏离流体力学行为的原因可能对实现稳健和可重复的点火很重要。"这项研究发表在《自然-物理》杂志上。了解更多：https://www.nature.com/articles/s41567-022-01809-3...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332839.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332839.htm

新的实验与传统理论不符：辐射是如何通过密集的等离子体传播的？

新的实验与传统理论不符：辐射是如何通过密集的等离子体传播的？美国国家航空航天局（NASA）拍摄的从太阳中迸发的等离子体图片。等离子体--一种带有自由移动的电子和离子的原子热汤--是宇宙中最丰富的物质形式，在整个太阳系的太阳和其他行星体中发现。罗切斯特大学研究人员的一项新研究提供了关于辐射如何穿过密集等离子体的实验数据，这将有助于科学家更好地了解行星科学和聚变能源。资料来源：美国国家航空航天局高能密度物理学（HEDP）的研究，即研究原子在极端压力条件下的行为，可以为行星科学、天体物理学和聚变能源等领域提供宝贵的见解。HEDP领域的一个重要问题是等离子体如何发射或吸收辐射。目前描述密集等离子体中辐射传输的模型在很大程度上是基于理论而非实验证据的。在《自然通讯》杂志上发表的一篇新论文中，罗切斯特大学激光能量实验室（LLE）的研究人员使用LLE的OMEGA激光器研究辐射如何在密集等离子体中传播。这项研究由LLE的杰出科学家、高能密度物理理论组组长、机械工程副教授HuSuxing和LLE激光-等离子体相互作用组的高级科学家PhilipNilson领导，提供了关于原子在极端条件下的行为的首次实验数据。这些数据将被用来改进等离子体模型，使科学家能够更好地理解恒星的演变，并可能有助于实现受控核聚变作为一种替代能源。Hu说："在OMEGA上使用激光驱动的内爆实验在几十亿倍于地球表面大气压力的压力下创造了极端物质，使我们能够探测原子和分子在这种极端条件下的行为。这些条件与所谓的白矮星包层以及惯性核聚变目标内部的条件相对应。"使用X射线光谱学研究人员使用X射线光谱学来测量辐射是如何通过等离子体传输的。X射线光谱学涉及将一束X射线形式的辐射瞄准由原子组成的等离子体--在这种情况下是铜原子--在极度的压力和热量下。研究人员使用OMEGA激光器来制造等离子体，并制造瞄准等离子体的X射线。当等离子体被X射线轰击时，原子中的电子通过发射或吸收光子从一个能级"跳"到另一个能级。一个探测器测量这些变化，揭示出在等离子体内部发生的物理过程，类似于对骨折进行X射线诊断。对传统理论的突破研究人员的实验测量表明，当辐射穿过密集的等离子体时，原子能级的变化并不遵循等离子体物理模型中经常使用的传统量子力学理论--所谓的"连续体降低"模型。相反，研究人员发现，他们在实验中观察到的测量结果可以用一种基于密度函数理论（DFT）的自洽方法进行最佳解释。DFT对复杂系统中原子和分子之间的键提供了量子力学描述。DFT方法在20世纪60年代首次被描述，是1998年诺贝尔化学奖的主题。Hu说："这项工作揭示了重写当前教科书中关于密集等离子体中如何产生辐射和传输的描述的基本步骤。根据我们的实验，使用自洽的DFT方法更准确地描述了稠密等离子体中的辐射传输，我们的方法可以为模拟恒星和惯性核聚变目标中遇到的致密等离子体的辐射产生和传输提供一个可靠的方法。报告的实验方案基于激光驱动的内爆，可以很容易地扩展到广泛的材料，为在巨大压力下的极端原子物理学的深远调查开辟了道路。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338313.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1338313.htm

等离子体显示出的不稳定性彻底改变了学界对宇宙射线的认识

等离子体显示出的不稳定性彻底改变了学界对宇宙射线的认识波茨坦莱布尼兹天体物理研究所（AIP）的科学家们发现了一种新的等离子体不稳定性，有望彻底改变我们对宇宙射线起源及其对星系动态影响的认识。上世纪初，维克多-赫斯发现了一种名为宇宙射线的新现象，并因此获得了诺贝尔奖。他进行了高空气球飞行，发现地球大气层并没有被地面的放射性电离。相反，他证实了电离的起源是地外的。随后，人们确定宇宙"射线"是由来自外太空以接近光速飞行的带电粒子组成，而不是辐射。不过，"宇宙射线"这一名称在这些发现之后才被使用。在这项新研究中，AIP的科学家、本研究的主要作者MohamadShalaby博士及其合作者进行了数值模拟，跟踪许多宇宙射线粒子的轨迹，研究这些粒子如何与周围由电子和质子组成的等离子体相互作用。模拟宇宙射线逆流撞击背景等离子体并激发等离子体不稳定性。图中显示的是对宇宙射线流做出反应的背景粒子在相空间中的分布，相空间由粒子位置（横轴）和速度（纵轴）跨度构成。颜色直观地显示了粒子的数量密度，而相空间空洞则体现了不稳定性的高度动态性，它将有序运动消散为随机运动。资料来源：Shalaby/AIP当研究人员对从模拟的一侧飞向另一侧的宇宙射线进行研究时，他们发现了一种在背景等离子体中激发电磁波的新现象。这些波对宇宙射线施加了一种力，从而改变了它们的缠绕路径。将宇宙射线理解为集体现象最重要的是，如果我们不把宇宙射线看作是单独的粒子，而是看作是支持一种集体电磁波，就能最好地理解这种新现象。当这种电磁波与背景中的基波相互作用时，这些基波会被强烈放大，并发生能量转移。AIP宇宙学与高能天体物理学部主任克里斯托夫-普夫罗默（ChristophPfrommer）教授说："这一洞察力使我们能够将宇宙射线视为辐射，而不是单个粒子。"质子（虚线）和电子（实线）的动量分布。图中显示的是电子在运动较慢的冲击波中出现的高能量尾部。这是与新发现的等离子体不稳定性（红色）产生的电磁波相互作用的结果，而在速度较快的冲击波（黑色）中则没有这种电磁波。由于只有高能电子才会产生可观测到的射电辐射，这表明了解加速过程的物理学原理非常重要。资料来源：Shalaby/AIP"对于这种行为，一个很好的比喻是单个水分子共同形成的波浪冲向海岸。"MohamadShalaby博士解释说："只有考虑到以前被忽视的较小尺度，并质疑在研究等离子体过程时使用有效流体力学理论，才能取得这一进展。"影响和应用这种新发现的等离子体不稳定性有很多应用，包括首次解释了热星际等离子体中的电子如何在超新星残骸中被加速到高能量。穆罕默德-沙拉比（MohamadShalaby）报告说："这一新发现的等离子体不稳定性是我们对加速过程理解的重大飞跃，并最终解释了为什么这些超新星残骸在射电和伽马射线中闪闪发光。"此外，这一突破性发现为我们更深入地了解宇宙射线在星系中传输的基本过程打开了大门，而这正是我们了解星系在宇宙演化过程中形成过程的最大谜团。参考文献《解密中间尺度不稳定性的物理基础》，作者：MohamadShalaby、TimonThomas、ChristophPfrommer、RouvenLemmerz和VirginiaBresci，2023年12月12日，《等离子体物理学杂志》。doi:10.1017/s0022377823001289"MohamadShalaby、RouvenLemmerz、TimonThomas、ChristophPfrommer合著的《平行非相对论冲击下电子高效加速的机制》，2022年5月4日，《天体物理学》（Astrophysics）>《高能天体物理现象》（HighEnergyAstrophysicalPhenomena）。arXiv:2202.05288《新的宇宙射线驱动不稳定性》，作者：MohamadShalaby、TimonThomas和ChristophPfrommer，2021年2月24日，《天体物理学报》。DOI:10.3847/1538-4357/abd02d编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404869.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404869.htm

【Poly Network生态核心贡献者：建立统一的跨链安全模型有助于我们系统化理解互操作风险】

【PolyNetwork生态核心贡献者：建立统一的跨链安全模型有助于我们系统化理解互操作风险】4月15日消息，在2023香港Web3嘉年华跨链专场中，PolyNetwork生态核心贡献者LukeLiu认为，建立统一的跨链安全模型有助于我们系统化理解互操作风险。跨链的目标是标准化通信过程，保证一条链上的请求在另一条链上被正确、顺利地执行。各条链是不同的，但我们尽量建立起统一的风险模型，包括数据请求、通信、验证三个环节。经由数学（模型）抽象，区块链系统中的多链互操作包含应用、通信、共识等不同层的协同，这一套组合交互系统既依赖各组件的安全性，也考验各组件之间交互的安全性。建立起这样的（安全）框架可以帮助我们更系统性地理解互操作风险，而非根据个例归纳。

密集运动有助于延缓帕金森病的疾病进展

密集运动有助于延缓帕金森病的疾病进展来自罗马天主教大学医学院和A.GemelliIRCCS综合诊所基金会的神经科学家发现，剧烈运动可以减缓帕金森病的进展。他们还描述了这一过程背后的生物学机制，为新的非药物治疗方法提供了潜在途径。该研究题为“强化运动通过恢复纹状体突触可塑性改善实验性帕金森病的运动和认知症状”，于7月14日发表在《科学进展》杂志上。该调查由罗马天主教大学和A.GemelliIRCCS综合诊所基金会牵头，并与罗马圣拉斐尔远程信息处理大学、CNR、TIGEM、米兰大学和罗马圣拉斐尔IRCCS等多家研究机构合作。这项研究由弗雷斯科帕金森研究所、纽约大学医学院、马琳和保罗弗雷斯科帕金森病和运动障碍研究所、美国卫生部和MIUR资助。该研究揭示了一种新机制，解释了运动对大脑可塑性的有益影响。天主教大学神经病学正教授兼UOC大学综合诊所A.GemelliIRCCS神经病学主任PaoloCalabresi说：“我们发现了一种从未观察到的有益机制，通过这种机制，在疾病早期阶段进行锻炼会诱发，即使在训练暂停后，对运动控制的有益影响也可能会持续一段时间。这一发现可以指导新的非药物疗法的开发，与现有的药物疗法并用。”先前的研究表明，剧烈的体力活动与重要生长因子——脑源性神经营养因子（BDNF）的产生增加有关。作者使用为期四周的跑步机训练方案在早期帕金森病的动物模型中成功复制了这种现象。他们首次证明了这种神经营养因子如何有助于身体活动对大脑的有益影响。罗马天主教大学医学院的研究人员乔亚·马里诺和费代丽卡·坎帕内利为运动的神经保护作用提供了实验支持。他们采用多学科方法，使用不同的技术来衡量神经元存活、大脑可塑性、运动控制和视觉空间认知的改善。一个关键的观察结果是，每日跑步机训练减少了病理性α-突触核蛋白聚集体的传播。在帕金森病中，这些聚集物会导致特定大脑区域（黑质致密部和纹状体——构成所谓的黑质纹状体通路）的神经元逐渐出现功能障碍，而这对运动控制至关重要。体力活动的神经保护作用与释放神经递质多巴胺的神经元的存活有关。这种存活对于纹状体神经元表达多巴胺依赖性可塑性的能力至关重要，否则这种能力会受到疾病的损害。因此，运动控制和视觉空间学习都依赖于黑质纹状体活动，在接受强化训练的动物中得以保留。研究还表明，BDNF的水平随着运动而升高，与谷氨酸的NMDA受体相互作用。这种相互作用使纹状体中的神经元能够有效地对刺激做出反应，其效果在运动期结束后仍持续存在。PaoloCalabresi教授说：“我们的研究团队正在进行一项临床试验，以测试剧烈运动是否可以识别新的标记物来监测早期患者疾病进展的减缓以及疾病进展的概况。由于帕金森病的特点是重要的神经炎症和神经免疫成分，这些成分在疾病的早期阶段发挥着关键作用，因此该研究将继续研究神经胶质细胞的参与（神经胶质细胞是为神经元提供物理和化学支持的高度专业化的细胞群）。这将使我们能够确定观察到的有益效果背后的分子和细胞机制。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1371145.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1371145.htm