研究发现超带隙透明导体

透明导体因兼具导电性与透明性，广泛应用于触控屏、太阳能电池、发光二极管、电致变色及透明显示等光电器件，成为现代信息与能源技术中不可或缺的材料。目前，主流透明导体来源于掺杂如半导体或绝缘体等原本透明的带隙材料，掺杂过程以牺牲部分透明性来实现导电性。因此，导电性与透光性之间相互制衡。为突破这一局限，此前有研究提出无需掺杂的本征透明导体概念，即通过特殊的金属能带结构来实现理想透明。但目前，其尚未在实际材料中被发现。 近日，中国科学院物理研究所研究员陆凌团队在一类有机电荷转移盐中首次实验发现了本征透明金属，并将新的透明波段起名为“超带隙”。金属中的超带隙是指介于带内吸收和带间吸收之间的无吸收波段，其原理和传统绝缘体带隙中没有光学吸收的原理一致。实现超带隙的特殊电子结构需要金属带足够孤立，且金属带带宽小于费米面与其他占据态和非占据态之间的能量差，使带内跃迁引起的吸收可被金属带带宽截断。同时，此带内吸收的截断能量小于带间吸收的起始能量，进而打开超带隙。 为寻找超带隙金属，该团队通过计算发现了一类已知有机导体 (TMTTF)2X可符合超带隙条件，并用电化学结晶生长了样品。研究表明，块体单晶在预言的超带隙波段展现出显著的透明窗口，其范围从可见红光至近红外，且在30微米厚度下能够透光。同时，其最低光学损耗（介电函数虚部）约为0.01，这一数值在已知化学计量比金属中最低，与商用透明导电氧化物薄膜（ITO）持平，且其色散与反射均低于ITO。 这一研究首次在实验上将电子导电性与光学透明性结合于本征固体材料中，开辟了通过超带隙实现透明导电的新路径。 相关研究成果以Hyper-gap transparent conductor为题，发表在《自然-材料》（Nature Materials）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会和中国科学院的支持。 论文链接 超带隙透明导体的理论原理、材料预言和实验发现

催化剂结构演变与反应进程的“多米诺效应”被揭示

近日，中国科学院院士、大连化学物理研究所研究员张涛与副研究员杨冰团队，联合上海高等研究院研究员朱倍恩，在动态金属催化研究与设计方面取得进展。该团队通过原位解析不同尺寸的Pd/FeOx催化剂在CO2加氢过程中的动态演变行为，揭示了催化剂结构演变与反应进程之间的“多米诺效应”，为催化剂的高效设计提供了新思路。 在多相催化领域中，动态碳化作为常见的催化剂重构过程，其关键调控因素的识别对催化剂性能优化至关重要。然而，在实际反应进程中，反应环境、反应中间体与催化剂结构演变之间存在错综复杂的耦合作用，对原位解析高活性结构、实现催化剂的理性设计提出了挑战。 该团队发现，大颗粒5Pd-FeOx催化剂在反应初期受H2主导，促进金属载体合金化产生Pd3Fe合金。该合金表面进一步促进HCOO*反应中间体，导致快速表面碳化，形成高活性Pd3Fe@Fe5C2/Fe3O4结构，展现出优异的逆水汽变换反应活性。相比之下，小尺寸0.5Pd-FeOx催化剂由于强金属载体相互作用，使FeOx包覆层抑制Fe的还原和碳化过程，导致相对较低的反应活性。而0.05Pd-FeOx单原子催化剂由于金属载体电子相互作用，促进CO2直接解离，并在CO诱导下产生缓慢体相碳化，经过20小时诱导期，可将CO生成速率从27 mmol gcat-1h-1提升至42 mmol gcat-1h-1。 上述研究揭示了催化剂动态结构演化的复杂性及其与反应进程、反应网络之间的交互耦合机制，阐明了金属粒径→反应气→界面重构→反应中间体→动态碳化→反应产物的链式“多米诺效应”。团队解耦这一复杂动态过程发现，相比于尺寸效应和金属-载体相互作用，合金化过程才是加速催化剂碳化进而提高反应活性的关键因素。基于这一认识，团队进一步设计出高活性、短诱导期的低载量0.5Pd3Fe/FeOx合金催化剂，提升了反应性能及贵金属利用率，实现了高性能CO2加氢反应中催化剂的高效设计。同时，该研究强调了原位解耦催化剂复杂动态演变的重要性，为发展原位结构解析驱动的催化剂理性设计提供了范例。 相关研究成果发表在《美国化学会志》（JACS）上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划等的支持。 论文链接 催化剂结构演变与反应进程的“多米诺效应”被揭示

我国科学家成功合成新核素镤-210

记者今天（6月5日）从中国科学院近代物理研究所获悉，近期，该研究所甘再国研究员团队与合作者利用兰州重离子加速器国家实验室加速器装置，首次合成了新核素：镤-210，该核素是目前已知的最缺中子的镤同位素。相关研究成果已在国际学术期刊《自然-通讯》（Nature Communications）上发表。 　　原子核是由质子和中子组成的量子多体系统，不同数量的质子和中子构成了不同的核素。自然界中存在288种稳定核素，它们分布在核素图中狭长的稳定线附近。 　　△新一代充气反冲核谱仪 　　合成与研究新核素是原子核物理研究的前沿热点，对探索原子核的存在极限、揭示新物理现象、深化对物质结构的理解具有重大意义。 　　研究团队利用中国超重元素研究加速器装置，通过熔合蒸发反应，在新一代充气反冲核谱仪上成功合成了镤-210，并测量了该核素的α衰变能量和半衰期。这项研究成果为我国的新元素合成研究积累了经验。

研究发现古气候变率控制晚奥陶世生物大灭绝节奏

长期以来备受关注的显生宙五次生物大灭绝事件中，晚奥陶世生物大灭绝（LOME）是最早发生的一次，其灭绝过程和机制一直是地球科学领域的研究热点。传统观点认为，LOME可能持续了1~2百万年；随着技术发展，近年来一些学者根据高精度定年结果提出，LOME可能只持续了几十万年。在生物-环境演化模式上，灭绝阶段与气候变化在时间上高度吻合，但由于缺乏可靠的高精度年代学约束，灭绝发生的精确时间、持续多久以及节奏如何，至今仍难以准确确定，这制约了对当时的气候剧变究竟如何控制生物大灭绝进程的理解。 中国科学院地质与地球物理研究所李献华院士团队和中国科学院南京地质古生物研究所戎嘉余院士团队，联合国内外科研人员，对我国华南扬子板块的全球上奥陶统赫南特阶底界“金钉子”剖面（湖北宜昌王家湾北剖面）等多个奥陶纪—志留纪过渡地层剖面开展了高精度锆石U-Pb年代学研究，并结合生物地层、碳同位素化学地层和生物多样性数据，探究晚奥陶世生物大灭绝事件发生的时间和节奏。 研究团队精确确定了凯迪阶-赫南特阶界线（442.65 +0.17/-0.23 Ma）和奥陶系-志留系界线（442.33 +0.34/-0.33 Ma）的绝对年龄，将赫南特期的持续时限缩短至约32万年，这为修订国际地质年表提供了关键数据。 基于上述精确的年代学框架，研究团队进一步确定了晚奥陶世生物大灭绝事件起始于442.76 +0.35/-0.22 Ma（约4.428亿年前），持续了约40万年，并呈现出明显的两阶段模式。第一阶段持续约34万年，期间全球气候从温室状态过渡至赫南特冰期，降温幅度达到9°C，平均降温速率为2.6°C/十万年，平均物种相对灭绝速率为8.4%/十万年；第二阶段持续约6万年，全球气候迅速由冰室状态转变为温室状态，平均升温速率高达12.2°C/十万年，物种相对灭绝的平均速率急剧上升至71.6%/十万年。 研究分析表明，物种相对灭绝速率与温度变化速率之间存在显著相关性，定量揭示了气候变率对晚奥陶世生物大灭绝事件节奏的控制作用。 5月31日，相关研究成果以Tempo of the Late Ordovician mass extinction controlled by the rate of climate change为题，发表在《科学进展》（Science Advances）上。 研究工作得到中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金和英国自然环境研究理事会等的支持。 论文链接 扬子板块晚奥陶世古地理图及奥陶纪-志留纪过渡地层代表性剖面 奥陶纪-志留纪过渡期精细时间标尺及生物多样性、古温度、大气CO2和碳同位素变化示意图

人类正认识一个“全新”的月球！

一轮明月，自古以来寄托了无数人的向往与好奇。2024年6月，嫦娥六号任务成功带回1935.3克月球样品，实现了人类首次月球背面采样返回的创举，为更好认识月球提供了重要机遇。 近一年来，我国科学家从嫦娥六号月球样品中获得一系列重要发现，逐步揭开月球背面的神秘面纱，为人类探索宇宙作出更多“中国贡献”。人类正认识一个“全新”的月球。 首批研究成果揭示月背火山活动历史 2024年11月15日，我国科学家取得的嫦娥六号月球样品首批两项独立研究成果，分别发表在国际学术期刊《自然》与《科学》。 两项研究首次揭示，月球背面约28亿年前仍存在年轻的岩浆活动。其中一项研究表明，月背岩浆活动42亿年前就存在，至少持续了14亿年。这些研究为人们了解月球演化提供了关键科学证据。 《自然》《科学》多位审稿人评价，这些发现“令人兴奋”“为认识整个月球的地质历史提供了独特的视角”。 获取人类首份月球背面古磁场信息 我国科学家利用嫦娥六号月球样品，分析了约28亿年前的月球背面磁场信息。这是人类首份月球背面古磁场信息，填补了月球磁场中晚期演化的数据空白。为研究月球磁场演化、探秘“月球磁场发电机”提供了重要依据。 相关成果论文2024年12月20日在国际学术期刊《自然》在线发表。《自然》审稿人认为，此项研究首次提供了来自月球背面的古磁场测量结果，为提升人类对月球磁场的认知作出了重要贡献。 为验证月球岩浆洋假说补上月背“拼图” 我国科学家通过研究嫦娥六号月球样品中的玄武岩，验证了全月尺度月球岩浆洋假说。相关成果论文2025年2月28日在国际学术期刊《科学》发表。 据介绍，月球岩浆洋假说认为，月球形成之初，曾呈现为全月范围的岩浆海洋。随着岩浆洋冷却结晶，较轻的矿物上浮形成月壳，较重的矿物下沉形成月幔，残余熔体形成月壳和月幔间的克里普物质层。此项研究使月球岩浆洋假说第一次有了“背面”证据。 此项研究还提出，形成月背南极-艾特肯盆地的巨大撞击可能改造了该区域的早期月幔，为探索月球起源和演化提供了关键科学依据。 月球最大撞击“疤痕”形成于42.5亿年前 我国科研团队通过研究嫦娥六号月球样品，确定月球背面南极-艾特肯盆地形成于42.5亿年前。相关成果论文2025年3月21日在学术期刊《国家科学评论》发表。 据介绍，直径约2500公里的南极-艾特肯盆地是月球最古老、最大的撞击“疤痕”。嫦娥六号任务首次从南极-艾特肯盆地取回了“第一现场”的样品，为精准确认盆地形成时间提供了条件。这一发现为太阳系早期大型撞击历史提供了初始锚点，对探索月球乃至太阳系早期演化历史具有重要科学意义。 月球背面月幔比正面更“干” 我国科学家选取嫦娥六号月球样品中的玄武岩岩屑开展月幔源区水含量研究。结果显示，嫦娥六号玄武岩的月幔源区水含量仅为1至1.5微克/克，是已报道数据中的最低值，表明嫦娥六号玄武岩的月幔源区比月球正面月幔更“干”。相关成果论文2025年4月9日在国际学术期刊《自然》在线发表。 此项成果将为更好开展月球起源与演化相关研究提供有力支撑。《自然》审稿人认为，此项研究首次测得月球背面月幔的水含量，具有高度的原创性，是该研究领域中一项意义重大的发现。

新型隐形眼镜助人类获得近红外色彩图像视觉能力

近日，中国科学技术大学教授薛天和马玉乾团队与该校教授龚兴龙和王胜团队，联合复旦大学教授张凡团队以及国际科研机构研究人员，制备出高透明、高转化效率的上转换隐形眼镜，能够使人类获得近红外时空色彩图像视觉能力。 自然界中，人类肉眼可感知的可见光仅占电磁波谱很小的一部分。前期研究中，薛天和马玉乾团队与合作者，将可把近红外光转化为绿光的上转换纳米颗粒注射到动物视网膜中，首次实现了哺乳动物的裸眼近红外图像视觉能力。但是，眼内注射在人体应用受限。如何通过非侵入性方式实现近红外视觉，是该技术实用化的关键。 高分子聚合材料制备的软性透明隐形眼镜提供了可佩戴式解决方案。然而，制备近红外光上转换隐形眼镜需要解决高效上转换能力和良好光学性能两个问题。为此，研究人员对上转换纳米颗粒进行表面修饰，提高它们在高分子聚合材料中的均匀分散性，筛选出与上转换纳米颗粒折射率匹配的高分子聚合材料，制备出高掺杂比例（7%至9%）且高度透明的近红外光上转换隐形眼镜。 实验验证，佩戴这种隐形眼镜的小鼠可以分辨不同时间频率和不同方位的近红外光信息。更重要的是，佩戴该隐形眼镜的人类志愿者可以准确识别通过近红外光传递的更多信息。 进一步，研究人员开发了内置近红外光上转换隐形眼镜的可穿戴式框架眼镜系统，使人类志愿者能够获得与可见光视觉一样空间分辨率的近红外图像视觉，精确识别复杂近红外图形。 除时间和空间信息外，视觉感知还可以在色彩维度上传递丰富信息。科研人员利用三色正交上转换纳米颗粒取代传统的上转换纳米颗粒，制备出三色上转换隐形眼镜，可以将三种不同光谱的近红外光转换成红、绿、蓝三基色的可见光。实验结果证明，佩戴三色上转换隐形眼镜，人类志愿者可有效识别三种波长的近红外光，感知多种近红外色彩。这表明，三色上转换隐形眼镜可以有效地让人类获得近红外色彩图像视觉的能力。 上述研究通过视觉生理与纳米材料技术，制备出高透明、高转化效率的上转换隐形眼镜，实现了无源、可穿戴的人类近红外图像视觉能力拓展，能够使人类感知近红外光的时间、空间和色彩多维度信息。未来，这一技术有望在医疗、信息处理及视觉辅助技术领域得到应用。 5月22日，相关研究成果在线发表在《细胞》（Cell）上，并被细胞出版社专题报道。 论文链接 电磁波和可见光波谱 各种图形（不同反射波谱的反射镜片模拟）通过tUCLs内置的可穿戴式框架眼镜系统在可见光和近红外光照射下的色彩显示 上转换隐形眼镜使人类获得近红外时空色彩视觉能力

“科学人生·百年”主题宣传活动举行

5月25日，“科学人生·百年”主题宣传活动在中国科学院学术会堂举办。中国科学院副院长、党组副书记吴朝晖院士出席活动，学部科学道德建设委员会主任胡海岩院士致辞、副主任梅宏院士主持。 “科学人生·百年”主题宣传活动举行 5月25日，“科学人生·百年”主题宣传活动在中国科学院学术会堂举办。中国网 王振红摄 “科学人生·百年”主题活动是中国科学院学部科学道德建设委员会自2017年发起的一项弘扬科学家精神的重要活动。胡海岩院士介绍了“科学人生·百年”主题活动在展示院士风采、弘扬科学家精神方面所做的工作。他回顾了中国科学院学部成立70年来的辉煌成就，提到截至2025年，有517位百年诞辰的院士，他们中有18位两弹一星元勋、12位国家最高科学技术奖的获得者，还有一大批耳熟能详的我国学科领域的开拓者和奠基人，他们始终与国家同呼吸、与民族共命运，是国家科技事业的中流砥柱。面向未来，他呼吁广大科技工作者传承科学家精神，在新时代为科技强国贡献力量。 中国科学院院士孙昌璞和来自青海两弹一星干部学院的“两弹一星”精神宣讲团的老师们分别带来了“两弹一星”主题的科学家精神报告。 “科学人生·百年”主题宣传活动举行 5月25日，“科学人生·百年”主题宣传活动在中国科学院学术会堂举办。中国网 王振红摄 孙昌璞院士以《“两弹一星”事业何以孕育科学家精神》为题，介绍了“两弹一星”事业中广大科技工作者“爱国奉献、艰苦奋斗、协同攻关、求实创新、勇攀高峰”的精神特质，强调了在面向国家需求，特别是涉及国家安全和国防领域的基础研究中，坚守科学道德底线与学术诚信、弘扬科学家精神的重要性。 青海两弹一星干部学院“两弹一星”精神宣讲团以人间正道是沧桑、愿得此生长报国、许生国威壮山河、苟利国家生死以、直挂云帆济沧海等五个篇章，带领听众穿越时空，回到了金银滩草原上那段“上不告父母，下不告妻儿”的峥嵘岁月，生动还原了“做隐姓埋名人”的抉择之艰，深刻诠释了“干惊天动地事”的信仰之力，深情讴歌了“献了青春献终身”的家国之魂！ 同期在学术会堂还举行了“科学人生·百年”专题展览，通过珍贵图片、手稿、语录与事迹，集中展示了学部成立至今517位百年诞辰的中国科学院院士的科学人生，呈现出中国科学家追求真理、服务国家、造福人民的精神图谱。 “科学人生·百年”主题宣传活动举行 5月25日，“科学人生·百年”主题宣传活动在中国科学院学术会堂举办。中国网 王振红摄 “科学人生·百年”主题宣传活动举行 5月25日，“科学人生·百年”主题宣传活动在中国科学院学术会堂举办。中国网 王振红摄 “科学人生·百年”主题宣传活动举行 5月25日，“科学人生·百年”主题宣传活动在中国科学院学术会堂举办。中国网 王振红摄 “科学人生·百年”主题宣传活动举行

科学家发现罕见掩食脉冲星

近日，中国科学院国家天文台研究员韩金林带领的团队，利用“中国天眼”FAST发现了一个罕见的毫秒脉冲星，它有六分之一的时间被伴星遮挡（即掩食），且伴星质量远超一般掩食脉冲星的伴星。这一发现对恒星演化理论、致密星吸积物理和双星并合引力波源研究具有重要意义。 天文学家对单个恒星如何演化已有相对清晰的认识。在浩瀚的银河系中，多数恒星都是成对出现，以双星系统的形式共同演化。过去几十年里，双星系统如何交互和演化一直是天文学领域的前沿难题。 恒星演化理论认为，质量越大的恒星演化速度越快。在双星系统中，较大质量的恒星一般会率先演化，最后塌缩成密度极高的致密星，如中子星或黑洞。在这个阶段，较小质量的伴星应会继续演化。但是，这颗伴星在演化时，物质会被致密星吸积，伴星会由于质量流失而体积膨胀，甚至膨胀到把致密星“揽入怀中”，一起在公共的氢元素包层中演化约一千年。 在这个过程中，具有强引力的致密星贪婪吸积伴星的物质，使其自转加快。同时，致密星与伴星相互绕转的过程中，把公共的氢包层全部吹散，留下伴星中心燃烧的内核。这时的伴星主要靠燃烧的氦元素发光，温度有几万度。 千年之后，经历这一过程的双星最终留下快速自转的致密星与高温氦星，在非常紧密的轨道上相互绕转。然而，这类特殊的双星系统在宇宙中存活时间仅约一千万年，对于138亿年的宇宙而言，如同夜空中稍纵即逝的流星。 该团队通过模拟分析发现，银河系千亿颗恒星中，这样的系统在银河系中仅有几十个。它们极为罕见，且难以观测。因此，天文学家推断的双星系统公共包层演化理论长期缺乏直接观测证据的支持。 2020年5月，韩金林团队利用FAST对银河系进行脉冲星深度搜索，发现了一颗自转周期为10.55毫秒的毫秒脉冲星PSR J1928 + 1815。2020年11月，团队利用FAST开展几次后随观测后，证实它处于一个半径仅50万公里的致密轨道，相互绕转的轨道周期仅为3.6小时。它与伴星相互绕转时，有约六分之一的时间被伴星遮挡。团队推测，这个伴星的质量至少有1个太阳那么重，远超出一般掩食脉冲星的伴星，但狭小的轨道根本容不下一个像太阳这样的恒星。团队根据多方面限制推断，这个伴星不是普通恒星，也不是演化后的致密伴星，而应是经历过公共包层演化的氦星。同时，脉冲星信号掩食是氦星甩出的星风物质遮挡所致。 这一罕见天体的发现可以为天文学研究带来多方面的突破。首先，对于探索多年的恒星演化理论而言，这个双星系统是双星公共包层演化阶段之后、处于致密轨道的特殊双星。这项发现有助于完善和深化科学家对双星演化具体过程的理解，如两颗星如何靠近导致轨道收缩、两颗星之间如何进行物质交流、中子星自转如何加速到几个毫秒、公共氢元素包层如何被致密星吹散等。其次，这个中子星在公共包层里应在很短时间里吸积了大量物质，使脉冲星自转加快。新发现的这个致密双星可能是中微子散热机制理论的重要例证。同时，新发现的稀有双星可演化成为引力波源，为致密双星并合和引力波的产生机制提供了新限制。 5月23日，相关研究成果在线发表在《科学》（Science）上。《科学》审稿人认为，这是个独特的致密双星系统，具有极高的科学价值，有望在多个不同领域——如恒星群体演化、引力波源预测、双星和恒星演化过程、深度光学/红外的氦星观测等方面引导出很多有趣的研究课题，使得我们对双星演化中公共包层阶段这一目前仍知之甚少的领域有更深入的认识。 研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、中国科学院等的支持。该工作由国家天文台、青岛理工大学、南京大学、中国科学院云南天文台、中山大学、广州大学、中国科学院新疆天文台、北京大学、西南大学合作完成。 科学家发现罕见掩食脉冲星

新研究揭示大脑过氧化氢信号调控睡眠稳态机制

近日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心刘丹倩团队揭示了过氧化氢作为氧化还原信号分子参与睡眠稳态调控的因果作用及神经机制。该研究在哺乳动物大脑中构建了具备细胞类型和亚细胞特异性的在体监测与操纵体系，明确了过氧化氢在睡眠稳态调控中的关键作用。这一成果为氧化还原信号研究提供了新范式，并为揭示睡眠调控的进化保守机制奠定了基础。 该研究采用活性氧荧光染料二氢乙锭进行在体标记和全脑原位检测，发现6小时睡眠剥夺造成多个脑区活性氧水平升高，其中睡眠调控相关脑区的变化最为显著。结合遗传编码的过氧化氢荧光探针roGFP2-Orp1与光纤记录技术，研究建立了可用于小鼠深部脑区、特定亚细胞结构中过氧化氢动态变化的在体实时成像方法，来监测多种神经元类型在睡眠清醒周期的信号动态特征。结果发现，SNrGAD2睡眠神经元胞浆过氧化氢水平随觉醒时间延长而特异性升高，且这一趋势在自然觉醒和强迫性觉醒中均可观察到，表明过氧化氢动态变化可作为睡眠压力的分子表征。 进一步，该研究构建了细胞类型特异性的过氧化氢在体调控系统，明确了过氧化氢在睡眠稳态调控中的因果性作用：下调这些睡眠神经元的胞浆过氧化氢水平，可降低小鼠的本底睡眠时长并削弱其对睡眠剥夺的补偿性反应；相反地，利用D-型氨基酸氧化酶介导的化学遗传学手段上调过氧化氢水平，可使低剂量过氧化氢具有促睡眠作用，高剂量导致睡眠片段化并诱发大脑炎症反应，提示过氧化氢需维持在适宜的生理范围内以发挥稳态调控功能。这些发现表明，过氧化氢浓度失衡可能参与衰老和神经退行性疾病相关睡眠障碍的发生。 同时，靶向敲降实验证实，过氧化氢的促睡眠效应依赖于TRPM2阳离子通道。研究显示，在SNrGAD2睡眠神经元中敲降TPRM2，削弱了过氧化氢诱导的神经元兴奋性增强、睡眠促进作用及其对睡眠稳态的调控。 该研究提出，在生理浓度范围内，大脑中的活性氧信号特别是过氧化氢，作为关键信号分子作用于睡眠调控环路，将觉醒过程中积累的氧化还原失衡转化为促进睡眠的信号，驱动睡眠发生，以协助大脑恢复氧化还原稳态。这揭示了大脑氧化还原信号在睡眠稳态调控中的因果性作用与新机制，支持了睡眠的抗氧化功能假说，并为衰老及神经退行性疾病相关的睡眠障碍提供了抗氧化治疗的新思路。 5月15日，相关研究成果在线发表在《细胞-代谢》（Cell Metabolism）上。研究工作得到科技创新2030-重大项目、国家自然科学基金、中国科学院相关项目等的支持。 过氧化氢调控哺乳动物睡眠稳态的神经机制

“悟空”号探测到次级宇宙线硼核能谱新结构

近期，暗物质粒子探测卫星“悟空”号国际合作组利用卫星前8年观测数据，在国际上首次获得了TeV/n能区最精确的次级宇宙线硼核能谱，并发现了能谱新结构。 宇宙线的起源和传播是物理和天文领域的前沿科学问题。在宇宙线中，硼原子核主要是碳核、氧核等原初核素在传播过程中和星际物质发生碰撞后产生的次级粒子，其能谱反映了宇宙线扩散传播过程的重要信息。近年来的直接观测实验发现宇宙线硼核能谱在百GeV/n以上能区存在拐折迹象，但因测量精度限制无法对这一结构给出确切的探测结果，也不能有效地检验现有的宇宙线传播模型。 “悟空”号是我国发射的第一颗用于空间高能粒子观测的天文卫星，其核心科学目标除了通过对电子宇宙线和伽马射线的观测来间接探测暗物质粒子，还包括通过探测宇宙线核素粒子来研究宇宙线的加速和传播机制。与国际上其他类似探测设备相比，“悟空”号覆盖能段宽、能量测量准、粒子鉴别强，具备优异的电荷分辨本领，可对高能宇宙线核素粒子进行高精度鉴别。 基于卫星前8年观测数据，“悟空”号国际合作组获得了10 GeV/n到8 TeV/n能区次级宇宙线硼元素能谱的精确测量结果。这是国际上首次实现对1 TeV/n以上能区硼能谱的精确测量，测量精度和能量上限超过以往空间探测实验。“悟空”号的探测结果首次以高置信度发现宇宙线硼核在约200 GeV/n处的能谱变硬结构，且谱指数变硬程度约为原初宇宙线质子、氦核的两倍。这表明宇宙线能谱变硬结构可能源自宇宙线传播效应。这对研究宇宙线的传播过程具有重要意义，为修正宇宙线传播模型提供了最新观测依据。 5月13日，相关研究成果发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院相关项目等的支持。 论文链接 “悟空”号对次级宇宙线硼核能谱的测量结果（左）以及硼核能谱指数变化与其他成分的对比（右）