7月31日外媒科學網站摘要:每天快走15分鐘,死亡率直降20%!

7月31日(星期四)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:

《自然》網站(www.nature.com)

顛覆傳統!微型中微子探測器開啓粒子物理新紀元

美國杜克大學領導的一個研究團隊成功利用僅重幾公斤的微型探測器捕獲了核反應堆產生的中微子,其質量比傳統探測器輕數個數量級。這一突破性技術爲驗證物理定律及探測恆星坍縮釋放的中微子提供了新途徑。相關實驗CONUS+的研究成果已發表於《自然》(Nature)。

中微子是不帶電的基本粒子,極少與物質相互作用,探測難度極高。傳統方法依賴觀測中微子與原子內粒子碰撞時產生的閃光,但由於碰撞概率極低,探測器通常需重達數噸甚至千噸以提供足夠的靶材。微型探測器技術的關鍵在於“相干散射”現象——中微子與整個原子核發生散射,而非單個粒子發生散射。相較傳統方法,相干散射的效率提高百倍以上,使公斤級探測器成爲可能。

CONUS探測器由四個1公斤鍺模塊組成,最初在德國核反應堆運行,後移至瑞士萊佈施塔特核電站。升級版CONUS+在119天內觀測到395次碰撞事件,與粒子物理學標準模型預測一致。此前,美國橡樹嶺國家實驗室的COHERENT實驗已利用碘化銫、氬和鍺探測器驗證該技術。近期,另有暗物質探測實驗也觀測到太陽中微子的低能相干散射信號。

儘管相干散射技術無法完全取代現有探測手段,但其能同時捕捉三種中微子(含反粒子)的低能信號,彌補了傳統方法僅能探測特定類型的侷限。未來,該技術或與日本在建的“超級神岡”觀測站等高能中微子探測器形成互補,推動粒子物理與天體物理研究的發展。

《科學通訊》網站(www.sciencenews.org)

AI會“良心不安”嗎?科學家發現內疚讓機器更合作

科幻作品常將人工智能(AI)描繪成冷酷無情的機器,但這並非AI發展的唯一可能路徑。人類依靠憤怒、悲傷、感激等情緒促進思考、互動和信任,而AI同樣可能演化出類似機制。

一項發表於英國《皇家學會界面雜誌》(Journal Of The Royal Society Interface)的研究表明,在模擬的AI羣體中,“內疚”可以成爲一種穩定策略,促進合作。研究人員設計了900個AI智能體,讓它們參與“重複囚徒困境”博弈——一種分析合作與背叛的經典模型。每輪博弈中,AI可選擇“合作”或“背叛”,短期來看,背叛能獲得更高收益,但長期合作對整體更有利。

爲了模擬人類情緒的影響,實驗中的部分AI被賦予“內疚”機制:若它們選擇背叛,並得知對方也在承擔“內疚代價”,就會自我懲罰(如扣分),直至恢復合作。這種策略(代號DGCS)能有效防止AI被當作傻瓜反覆利用,同時促進羣體協作。模擬結果顯示,在內疚成本較低且AI僅與鄰近個體互動時,DGCS成爲主導策略,使合作成爲主流。

不過,該研究僅驗證了內疚機制在AI羣體中的生存與傳播能力,並未模擬其如何最初形成。此外,現實中的AI是否真能“感受”內疚仍存疑。例如,如今的聊天機器人可以輕鬆道歉,但如果沒有實際代價,這種“內疚”可能只是策略性僞裝。

研究人員認爲,未來可能需要爲AI編程類似情緒的功能,以增強人機信任。同時,若AI能自我調整,情緒機制或許會自然涌現。但該研究也受到質疑,如模擬實驗的假設較多,且現實中的AI行爲更難驗證。

《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)

每天快走15分鐘,死亡率直降20%!科學證實最簡單長壽法

規律步行對健康的益處已得到廣泛認可,但國外以往研究多集中於中高收入的白人羣體。美國範德比爾特大學醫學中心一項基於美國“南方社區隊列研究”的新分析填補了這一空白,該研究覆蓋了美國東南部12個州的79,856名以低收入和非裔美國人爲主的參與者,結果發表於《美國預防醫學雜誌》(American Journal of Preventive Medicine)。研究表明,每天快步行走15分鐘可使總死亡率降低近20%,而每日慢步行走超過三小時僅與小幅死亡率下降相關。這一結論在調整其他生活方式因素後依然成立。

快步走的健康效益尤其體現在心血管疾病方面。作爲有氧運動,它能提升心臟效率,改善供氧和泵血功能;同時有助於控制體重和體脂,從而降低高血壓、血脂異常等風險。此外,快步走門檻低、適應性強,適合不同年齡和體能水平的人羣。

低收入羣體常面臨經濟壓力、環境污染以及缺乏安全步行空間等問題,同時不良生活習慣(如飲食質量差、吸菸和酗酒)和醫療資源獲取困難也推高了其死亡率。該研究爲針對這一羣體制定健康干預政策提供了重要依據,有助於減少健康不平等現象。

研究團隊強調,快步走的健康效益獨立於其他運動形式;即使已有運動習慣的人羣,增加快步走仍能進一步降低死亡率。這一發現凸顯了推廣快步走作爲簡單有效健康干預措施的價值,尤其對資源有限的社區具有重要意義。

《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)

告別高溫高耗能!中國科學家實現室溫催化丙烷高效轉化

中國科學家團隊成功開發出一種利用水和光驅動的催化技術,可在近室溫條件下實現丙烷高效轉化,爲低碳催化工藝提供了新思路。該研究成果由中國科學院大連化學物理研究所與上海高等研究院合作完成,發表於《自然-化學》(Nature Chemistry)。

傳統丙烷脫氫(PDH)反應需在600℃以上高溫中進行,存在高能耗、催化劑易燒結和積碳等問題。爲解決這一挑戰,研究團隊設計了一種銅單原子催化劑(Cu1/TiO2),結合光熱協同催化與水蒸氣輔助,將反應溫度大幅降至50–80°C,同時實現1201 μmol gcat⁻¹ h⁻¹的高反應速率。

研究表明,該反應的關鍵在於銅單原子、水蒸氣和光照的協同作用。光照觸發催化劑表面水分子裂解,產生氫和羥基物種,羥基隨後奪取丙烷中的氫原子,生成丙烯,而水分子作爲催化介質不被消耗。這一機理與傳統高溫PDH或氧化脫氫路徑截然不同。

此外,該技術可拓展至乙烷、丁烷等輕質烷烴的脫氫反應,並能直接利用太陽光驅動,展現出良好的應用潛力。研究團隊指出,這項成果不僅爲丙烷轉化提供了高效節能的新方法,也爲利用太陽能驅動高溫反應建立了新範式。(劉春)