迄今最精确测量证实电子“非常圆”

迄今最精确测量证实电子“非常圆”在宇宙诞生的最初时刻，无数的质子、中子和电子与它们的反物质对应物一起形成。随着宇宙的膨胀和冷却，几乎所有这些物质和反物质粒子都会相遇并相互湮灭，只留下光子。如果宇宙是完全对称的，物质和反物质的数量相等，那么故事就结束了，而人类永远不会存在。但一定有一种不平衡，即一些剩余的质子、中子和电子，形成了原子、分子、恒星、行星、星系，最终出现了人类。那么宇宙为什么会有这种不对称性？为了帮助解释这种现象，寻找不对称的迹象，科学家一直在研究电子等基本粒子。寻找不对称性证据的一个目标是电子的电偶极矩（eEDM)。电子是由负电荷组成的，eEDM表明了电荷在电子北极和南极之间分布的均匀程度。测量到任何高于零的eEDM都将证实存在不对称性——电子更多地呈蛋形而不是圆形。但没有人知道这种偏差到底有多小。此次，研究团队创下了精确测量eEDM的纪录，比之前的测量结果精确度提高了2.4倍。这有多精确？研究人员解释说，如果电子的大小与地球一样大，他们的测量会发现比原子半径还要小的不对称性。为了测量粒子的形状，研究人员观察了电子是否在电场中旋转。如果电子不是圆形的，而是略呈蛋形的，电场就会对它们施加扭矩，就像重力把竖起的鸡蛋弄倒一样。为了观察这种扭矩，他们观察了带电的氟化镓分子能级的变化。电子的任何扭矩都会给分子带来不同的能级，这取决于“蛋形电子”相对于电场的方向。然而，研究人员发现，分子的能级没有差异，这证实了电子确实非常圆。理论物理学家认为，某些亚原子粒子的存在可能会使平衡向物质倾斜。如果这些粒子存在，它们也会在电子周围短暂地出现和消失，从而使电子变成椭圆形。虽然目前的测量尚未发现存在不对称性电子的证据，但该结果有助于科学家继续寻找早期宇宙不对称性的答案。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370007.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370007.htm

科学家改进合成不对称配体的工艺 为过渡金属催化提供探索途径

科学家改进合成不对称配体的工艺为过渡金属催化提供探索途径更容易获得更多种类的这些不对称化合物为设计过渡金属催化剂开辟了新的可能性。这项研究今天（11月21日）发表在《自然-通讯》杂志上，由日本北海道大学化学反应设计与发现研究所（WPI-ICReDD）的科学家进行。这项研究的重点是一类名为1,2-双（二苯基膦）乙烷衍生物（DPPEs）的化合物。DPPEs是双叉的，即它们在两个位置上附着在催化剂的金属中心。然而，DPPEs通常是对称的，每个连接臂都是相同的，这限制了可能的结构多样性和反应性。新的研究克服了这一限制，报告了一种利用乙烯（一种产量丰富的原料化学品）开发非对称DPPE的通用方法。基于AFIR的计算和实验过程的示意图，用于开发非对称DPPE的合成。资料来源：高野秀明等人，《自然通讯》2022年11月21日研究人员最初通过人工力诱导反应（AFIR）方法进行了量子化学计算，以确定可以反应形成DPPE的可能起始材料。计算结果显示了一个可行的过程，即磷化氢自由基很容易与乙烯反应形成DPPE。在此基础上，研究小组通过实验验证了一个简单的制造对称DPPE的过程，该过程在溶液中只需混合三种现成的化合物就能形成磷化氢自由基。这大大改善了以前涉及多个步骤和使用不稳定、高活性化合物的方法。这一过程随后被扩展到非对称DPPE，将乙烯与涵盖广泛的电子特性和尺寸的氯膦和磷化氢混合。尺寸和电子特性的差异产生了一种推拉效应，可能带来更有用的反应性或选择性，研究发现，使用蓝光LED照射的光催化剂提供了最好的产量。北海道大学化学反应设计与发现研究所（WPI-ICReDD）的研究团队成员。作为一项测试，该团队随后使用其中一种不对称DPPE衍生物形成了金属复合物。他们比较了与DPPE复合的钯和与不对称DPPE衍生物复合的钯的特性。这两种配合物具有明显不同的特性，包括颜色、吸收光谱和分子轨道能量，显示出不对称DPPE衍生物在作为催化剂配体时有可能实现不同的反应性。研究人员认为，应用于催化剂设计和使用一种低成本、丰富的材料都是这种方法的优势。"我们成功地合成了DPPE衍生物，这些衍生物作为过渡金属催化剂的配体是有用的，而且我们使用廉价的、容易获得的乙烯做到了这一点，"主要作者高野秀明说。"这一结果的实现是由于使用AFIR量子化学计算与有机化学家的实验技能和经验相结合所产生的协同效应。今后，我想利用我们在此报告的方法合成的新型配体开发新的、革命性的反应。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333449.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333449.htm

韩永文：房价过高与大多数居民收入较低形成严重不对称，需推进供给侧结构性改革

韩永文：房价过高与大多数居民收入较低形成严重不对称，需推进供给侧结构性改革“新浪财经2023年会暨第16届金麒麟论坛”于12月21日在北京举行。中国国际经济交流中心副理事长、国务院参事室特约研究员韩永文出席并演讲。在房地产方面，他说，当前市场萎靡，房地产供给过剩比较严重，供给结构扭曲，过高的房价与大多数居民收入较低形成严重不对称，需要运用结构性政策叠加市场化机制来解决结构性矛盾，推进房地产市场供给侧结构性改革。

科学家发现对称性破坏的第一个证据 它可以解释你为什么存在

科学家发现对称性破坏的第一个证据它可以解释你为什么存在佛罗里达大学的天文学家通过研究一百万万亿个星系四联体，首次发现了宇宙诞生之初必然违反对称性的证据，揭示了宇宙更喜欢某些形状而不是它们的镜像，这是一种已知的现象作为宇称对称性破坏。这一发现不仅强化了大爆炸理论的暴胀方面，而且还为宇宙学最大的谜团之一提供了线索：为什么物质比反物质更多？但要确定这种存在对称性破坏背后的根源，甚至找到证据，都是不可能的。然而，在一篇新论文中，佛罗里达大学的天文学家发现了第一个证据，证明在创造时这种必要的对称性破坏。佛罗里达大学的科学家研究了宇宙中多达数百万万亿个三维星系四联体，发现宇宙在某个时刻更喜欢一组形状而不是它们的镜像。这个被称为宇称对称破坏的想法指出了宇宙历史上的一个极小的时期，当时的物理定律与今天不同，对宇宙的演化产生了巨大的影响。这一发现具有高度的统计可信度，有两个主要后果。首先，这种宇称不守恒只能在宇宙诞生之初的极端膨胀时期才会在未来的星系中留下印记，从而证实了宇宙起源大爆炸理论的核心组成部分。宇称不守恒也有助于回答也许是宇宙学中最关键的问题：为什么有东西而不是空无一物？这是因为需要宇称不守恒来解释为什么物质比反物质更多，而反物质是星系、恒星、行星和生命以现有方式形成的必要条件。“我一直对有关宇宙的重大问题感兴趣。宇宙的开始是什么？它的演化遵循什么规则？为什么有东西而不是没有？”监督这项新研究的佛罗里达大学天文学教授ZacharySlepian说。“这项工作解决了这些大问题。”Slepian与佛罗里达大学博士后研究员、该研究的第一作者JiaminHou以及劳伦斯伯克利国家实验室物理学家RobertCahn合作进行了分析。三人最近在《皇家天文学会月刊》杂志上发表了他们的发现。这些研究人员在最近发表在《物理评论快报》上的一篇论文中首次提出了利用星系四联体寻找宇称不守恒的想法。宇称对称性是指物理定律不应该偏爱一种形状而不是其镜像。科学家通常用“惯用手”的语言来描述这种特征，因为我们的左手和右手是我们都熟悉的镜像，但无法在三个维度上旋转您的左手，使其看起来像您的右手，这意味着它们始终可以彼此区分。宇称破坏意味着宇宙确实偏爱左手或右手形状。为了发现宇宙的旋向性，斯莱皮安的实验室想象了由空间中的假想线连接的四个星系的所有可能组合。这形成了一个称为四面体的3D物体，就像一个不平衡的金字塔——具有镜像的最简单的形状。他们根据星系在这些假想形状中与最近和最远伙伴的连接方式来定义右手和左手星系四面体。他们的方法需要分析一百万个星系中每一个的一万亿个想象的四面体，这是一个令人难以置信的组合数量。“最终我们意识到我们需要新的数学，”斯莱皮安说。因此，Slepian的团队开发了复杂的数学公式，可以在合理的时间内执行大量计算。它仍然需要大量的计算能力。“我们拥有HiPerGator超级计算机的用友独特技术使我们能够使用不同的设置运行分析数千次来测试我们的结果，”他说。分析的技术方面很难说宇宙更喜欢“右手”还是“左手”形状，但科学家们看到了明确的证据表明宇宙确实有这种偏好。他们以称为“七西格玛”的确定性确定了他们的发现，这是衡量仅凭机会获得结果的可能性有多大的指标。在物理学中，西格玛值为5或更高的结果通常被认为是可靠的，因为在此级别出现偶然结果的几率微乎其微。一位前Slepian实验室成员进行的类似分析发现了相同的普遍形状偏好，尽管由于研究设计的差异，统计可信度稍低。尽管科学家们对宇称不守恒的信号充满信心，但潜在测量的不确定性仍然有可能解释这种不对称性。值得庆幸的是，下一代望远镜提供的更大的星系样本可以提供足够的数据，在短短几年内消除这些不确定性。佛罗里达大学的斯莱皮安团队将作为暗能量光谱仪器望远镜团队的一部分，对这些新的、更可靠的数据进行分析。这并不是第一次发现宇称不守恒，但这是宇称不守恒可能影响宇宙星系三维聚类的第一个证据。基本力之一：弱力，也违反宇称。但其影响范围极为有限，无法影响星系的规模。这种银河影响需要宇称不守恒发生在大爆炸的那一刻，这个时期被称为暴胀。斯莱皮安说：“由于宇称不守恒只能在暴胀期间铭刻在宇宙上，如果我们的发现是真的，它就为暴胀提供了确凿的证据。”弱力的宇称不守恒也无法解释物质的丰富性。在对称的宇宙中，大爆炸应该产生等量的物质和反物质，它们会相互湮灭，使宇宙中没有恒星和行星。由于我们最终得到了一个主要由物质组成的宇宙，物理学家长期以来一直在寻找早期创造中不对称的一些迹象。斯莱皮安实验室的发现还无法解释我们如何最终获得如此丰富的物质。“如何”将需要超越标准模型的新物理学，它解释了我们当前的宇宙。但新的结果确实强烈表明，大爆炸的最初时刻存在不对称性。现在，科学家们正在竞相提出一种理论，以解释宇宙的镜像偏好和物质过剩。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367573.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1367573.htm

释放不对称的"无脑"机器人能自主导航穿越复杂迷宫

释放不对称的"无脑"机器人能自主导航穿越复杂迷宫"在我们早期的工作中，我们展示了我们的软体机器人能够在一个非常简单的障碍物中扭转方向，"相关论文的共同通讯作者、北卡罗来纳州立大学机械与航空航天工程系副教授尹杰说。"然而，除非遇到障碍物，否则它无法转弯。实际上，这意味着机器人有时会被卡住，在平行障碍物之间来回颠簸。""后来，我们开发出一种新型软体机器人，它能够自行转弯，使其能够穿过曲折的迷宫，甚至能够绕过移动的障碍物。而这一切都是利用物理智能完成的，而不是由计算机来引导"。物理智能是指动态物体（如软体机器人）的行为受其结构设计和材料的支配，而不是由计算机或人工干预来指导。研究人员创造了一种软体机器人，这种机器人可以在没有人类或计算机指挥的情况下穿越简单的迷宫。该机器人的一半形状像一条扭曲的丝带，呈直线延伸，另一半形状像一条更紧密扭曲的丝带，也像螺旋阶梯一样绕着自己旋转。这种不对称设计意味着机器人的一端比另一端对地面施加更大的力。资料来源：北卡罗来纳州立大学，尹杰材料和运动机制与早期版本一样，新型软体机器人由带状液晶弹性体制成。当机器人被放置在温度至少为55摄氏度（131华氏度）（比周围空气温度高）的表面上时，软带接触表面的部分会收缩，而暴露在空气中的部分则不会收缩。这就产生了滚动运动；表面温度越高，机器人滚动得越快。不过，前一版本的软体机器人采用对称设计，而新机器人则有明显的两半。其中一半的形状像一条扭曲的带子，呈直线延伸；另一半的形状像一条扭曲得更紧的带子，也像螺旋楼梯一样绕着自己旋转。这种不对称设计意味着机器人的一端比另一端对地面施加更大的力。想想一个塑料杯，它的杯口比杯底宽。如果你把它从桌子上滚过，它不会沿直线滚动，而是会在桌面上划出一道弧线。这是因为它的形状不对称。克服设计限制论文第一作者、北卡罗来纳州立大学博士后研究员赵耀（音译）说："我们的新型机器人背后的理念相当简单：由于它采用了不对称设计，因此无需接触物体就能转弯。因此，虽然当它接触到物体时仍能改变方向--使它能在迷宫中穿行--但它不会卡在平行物体之间。相反，它的弧形运动能力使它基本上可以扭动身体，获得自由。"研究人员展示了非对称软体机器人设计的能力，它能在更复杂的迷宫（包括带有移动墙壁的迷宫）中导航，并能穿过比其身体尺寸更窄的空间。研究人员在金属表面和沙地上测试了新的机器人设计。不对称机器人的工作视频请点击这里："这项工作又向前迈进了一步，有助于我们开发软体机器人设计的创新方法--特别是针对软体机器人能够从环境中获取热能的应用，"Yin说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382887.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382887.htm

新研究质疑300年前流行的"两侧对称花朵"猜想

新研究质疑300年前流行的"两侧对称花朵"猜想自18世纪以来，人们通过观察这种行为，长期以来一直认为花朵的两侧对称是为了确保花朵的雄蕊和雌蕊能够接触到动物身体的特定部位。这种相互作用被认为可以提高授粉的精确度。然而，最近的研究对这一由来已久的观点提出了质疑。一项新的研究发现，与人们普遍认为花的两侧对称会提高授粉的准确性相反，花的朝向，尤其是水平方向的朝向，会显著稳定蜜蜂的进入角度，而不是对称性。这一发现要求重新评估被子植物中两侧对称花朵的适应意义。资料来源：筑波大学这项研究指出，超过90%的两侧对称花卉（如兰花）都是水平呈现的。因此，动物自然会从正面接近这些花朵，腹面朝下。这表明，所观察到的授粉动物进入花丛的稳定性可能不是因为两侧对称，而是因为伴随的水平方向。因此，在本研究中，使用了九种不同的人工培育的花进行了室内实验，并对花的对称性（两侧对称、不对称和辐射对称）和方向性（向上、水平和向下）进行了详尽的组合，以研究花的对称性和方向性对熊蜂（Bombusignitus）入花稳定性的影响。不出所料，研究结果表明，当花朵水平呈现时，蜜蜂的进入角度明显稳定，与向上和向下的方向相比，角度变化减少了60%。同时，三种花的对称性都没有对稳定花的进入角度起到作用。这一引人注目的结果促使人们重新考虑在被子植物中反复进化的两侧对称花朵的适应意义。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1371769.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1371769.htm