Science、Nature综述汇总-001期
Science、Nature综述汇总-001期
《天然》2020年8月13日，第584卷7820期
宇宙早期严寒动态盘状星系
作者：F. Rizzo, S. Vegetti, D. Powell, F. Fraternali, J. P. McKean, H. R. Stacey & S. D. M. White
链接：http://www.nature.com/articles/s41586-020-2572-6
择要：
形貌早期宇宙的极度天体物理历程和条件，估计会导致与今日观察到的星系动态差别的年轻星系。作者陈诉了宇宙14亿岁时，在一个红移z = 4.2的星系中，存在一个严寒的动态扭转星盘，形成恒星几率很高。
星系SPT-S J041839-4751.9被位于z = 0.263的远景星系猛烈的引力透镜化，这是一个典范的星尘发作，具有环球恒星形成和灰尘性子，与现在的数值模仿和观察符合。
空间辨别率约为60秒差的干预干与成像表现扭转与随机活动的比率为9.7±0.4，这比任何星系演化模子在这个期间所猜测的至少要大四倍，但与当地宇宙中螺旋星系的比例相似。
作者推导出一个具有周边大型螺旋星系典范形状的扭转曲线，这评释至少有一些年轻的星系是动态地雷同于在局域宇宙中观看到的那些星系，而且只有薄弱的受极度物理历程的影响。
科学家订定出纠错的“薛定谔猫”
作者：A. Grimm, N. E. Frattini, S. Puri, S. O. Mundhada, S. Touzard, M. Mirrahimi, S. M. Girvin, S. Shankar & M. H. Devoret
链接：http://www.nature.com/articles/s41586-020-2587-z
择要：
差别宏观经典态的量子叠加，即所谓的薛定谔猫态，是量子计量、量子通讯和量子盘算的一种资源。
作者通过试验证明白超导微波谐振腔中基于克尔非线性和单模压缩相互作用的薛定谔猫态孕育发生和稳健要领。与单光子焦态编码相比，稳健的、错误爱护的量子比特的横向弛豫时间增添了一个数目级。
作者在时间标准上实行全部的单量子位门操纵，其速率比最短干系时间快60倍以上，并在稳健状态下演示了受爱护的量子位的单次读出。
研究效果表现告终合快速量子操纵和对偏差的鲁棒性，这是内涵的稳健宏观状态，以及这些状态作为资源在量子信息处置惩罚的潜力。
多层菱形石墨中的电子相分散
作者：Yanmeng Shi, Shuigang Xu, Yaping Yang, Sergey Slizovskiy, Sergey V. Morozov, Seok-Kyun Son, Servet Ozdemir, Ciaran Mullan, Julien Barrier, Jun Yin, Alexey I. Berdyugin, Benjamin A. Piot, Takashi Taniguchi, Kenji Watanabe, Vladimir I. Fal’ko, Kostya S. Novoselov, A. K. Geim & Artem Mishchenko
链接：http://www.nature.com/articles/s41586-020-2568-2
择要：
在石墨的两种稳健情势中，六角形和菱面形更为常见，并得到了遍及的研究。作者研究评释，在菱面体石墨中的电子态是缺口的，而且在低温下，电子输运重要由外貌态决定。
因为其拓扑性子，菱形石墨的外貌态具有充足高的质量来观看量子霍尔效应，此中菱形石墨在无气半金属相和具有庞大贝里曲率的间隙量子自旋霍尔相之间体现出相变。作者发觉，通过施加垂直电场冲破外貌态的阻挡称性，也可以在外貌态中打开一个能隙。
别的，在厚度小于4纳米的菱形石墨中，纵然没有外部电场，也会显现一个间隙。这种自觉的间隙打开表现出显着的滞后和电子相分散的其他特性，作者将其归因于强相干电子外貌态的显现。
科学家研制出“后石墨烯”质料
作者：Jinhai Mao, Slaviša P. Milovanović, Miša Anđelković, Xinyuan Lai, Yang Cao, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Lucian Covaci, Francois M. Peeters, Andre K. Geim, Yuhang Jiang & Eva Y. Andrei
链接：http://www.nature.com/articles/s41586-020-2567-3
择要：
二维原子晶体可从基础上转变其性子，以相应外部影响，如基片取向或应变，形成具有新电子布局的质料。
作者提出了一种不涉及微调的创建平波段的替换要领。使用扫描隧道显微镜和光谱，联合数值模仿研究评释，单层石墨烯安排在一个主动平的底物可以被迫举行屈曲变化，从而孕育发生周期性调制的伪磁场，进而孕育发生具有扁平电子带的“后石墨烯”质料。
作者在利用静电掺杂将费米能级引入到这些平带中时，观看到态密度中雷同伪玻土的消耗，这标记着相干态的显现。二维晶体的这种屈曲为创建其他超晶格体系提供了一种计谋，格外是为探究平带特性的相互作用征象。
研究展现环流改变导致的海洋变暖
作者：Ben Bronselaer & Laure Zanna
链接：http://www.nature.com/articles/s41586-020-2573-5
择要：
人为造成的环球外貌变暖与累积的碳排放成正比，这种干系部门是由海洋对热量和碳的汲取和储存决定的。作者创建了海洋对人为排放的热量和碳汲取之间的线性干系。
这种干系重要是由地球体系的内涵参数决定的，即海洋碳缓冲本领、二氧化碳的辐射逼迫和海洋碳存量。作者使用这种干系展现了第五次耦合模子相互比力项目（CMIP5）的观察效果和环球地球体系模子中二氧化碳对海洋变暖模式的影响。
研究评释，海洋变暖的汗青模式是由海洋热量再安排形成的，而CMIP5模子对这一模式的模仿成效较差。
然而，作者发觉，猜测的储热模式重要是由产业革命前的海洋环流（以及未办理的海洋历程中的微小改变）决定的——也便是说，是由海洋汲取大气多余热量而增添热量的模式决定的，而不是由环流改变导致的海洋变暖。
与热量再安排相比，天气模子在模仿前产业轮回的海洋热量储存方面表现出了更多的本领，这评释随着天气变暖，海洋的变暖模式大概变得更可猜测。
热带雨林升温试验中的泥土碳丧失
作者：Andrew T. Nottingham, Patrick Meir, Esther Velasquez & Benjamin L. Turner
链接：http://www.nature.com/articles/s41586-020-2566-4
择要：
热带泥土含有环球泥土中储存的1/3的碳，是以，估计本世纪热带地域变暖导致的泥土有机质不稳健大概会通过向大气开释分外的二氧化碳（CO2）而加快天气改变。
作者展示了对巴拿马巴罗科罗拉多岛的热带雨林低地泥土的原位试验升温，导致泥土CO2排放量的不测大幅增添。与情况温度下的泥土相比，整个泥土剖面一连两年变暖4℃，增添了55%的CO2排放。
分外的CO2来自于异养源而不是自养源，相称于每年每公顷泥土有机质剖析丧失8.2±4.2吨（一个尺度偏差）碳。在这段时间里，作者没有检测到呼吸速率的顺应，没有热赔偿或酶活性温度敏感性的改变，也没有微生物碳使用服从的改变。
研究效果评释，热带丛林的泥土碳对天气变暖高度敏感，大概对天气改变孕育发生实质性的积极反馈。
《科学》2020年8月14日，第369卷，6505期
临界应力温度依靠性险些恒定的铁基超弹性合金
作者：Ji Xia, Yuki Noguchi, Xiao Xu, Takumi Odaira, Yuta Kimura, Makoto Nagasako, et al.
链接：http://science.sciencemag.org/content/369/6505/855
择要：
形状影象合金因为在变形后可以或许规复原状使其实用于大量特别应用。当凌驾临界应力时，形状影象合金显现超弹性举动，且随着温度的升高而增大。温度依靠性是限定形状影象合金应用的一个共性特性。
研究组发觉了可以优化临界应力的铁基超弹性合金体系。通过转变铬含量，该铁-锰-铝-铬-镍合金的超弹性举动与温度的干系可以从正相干变到负相干。这种征象包罗临界应力与温度改变无关。
这种举动对付一系列在外层空间和其他涉及大温度颠簸的应用黑白常抱负的。
高Tc超导体干净CuO2片爱护的小费米口袋的观察
作者：So Kunisada, Shunsuke Isono, Yoshimitsu Kohama, Shiro Sakai, Cédric Bareille, Shunsuke Sakuragi, et al.
链接：http://science.sciencemag.org/content/369/6505/833
择要：
在具有高临界变化温度（Tc）的铜酸盐超导体中，有研究猜测轻空穴掺杂到反铁磁Mott绝缘体母体化合物中会导致小费米口袋的形成。然而，这些口袋并未被观察到。
研究组阐发了五层Ba2Ca4Cu5O10(F,O)2的电子布局，其具有极低无序内氧化铜（CuO2）平面，并通过角辨别光电子能谱和量子振荡丈量在布里渊区（π/2，π/2）中间观察到小费米口袋。d波超导能隙沿口袋打开，展现了在统一CuO2片中超导电性与反铁磁有序性的共存。
这些数据进一步评释，超导电性的产生不必要来自（π，0）周边与其他竞争性引发共享的反波峰地区的奉献。
积极修复加速了人类改革热带丛林的碳规复
作者：Christopher D. Philipson, Mark E. J. Cutler, Philip G. Brodrick, Gregory P. Asner, Doreen S. Boyd, Pedro Moura Costa, et al.
链接：http://science.sciencemag.org/content/369/6505/838
择要：
一半以上的热带丛林因为人类运动而退化，迫使其变化为农业人工林，并面对着大量生物多样性和碳丧失的危险。修复丛林可加快地面碳储量（ACD）的规复，但该计谋受到本钱和成效不确定性的制约。
研究组对天然再生和积极修复被砍伐的热带丛林之间的ACD规复率举行了恒久比力。积极修复将十年ACD从每年每公顷2.9吨增至4.4吨，规复率进步了50%以上。令人振作的成效，再加上环球修复本钱的模式代价，当前碳价已不敷以付出修复本钱。
然而，推行2016年巴黎天气协议所需的碳价（每吨二氧化碳当量40至80美元）将为热带丛林修复提供必然的经济依据。
电催化还原协同质子-电子转移的分子介质
作者：Matthew J. Chalkley, Pablo Garrido-Barros, Jonas C. Peters
链接：http://science.sciencemag.org/content/369/6505/850
择要：
通过还原协同质子-电子转移（CPET）来激活不饱和底物的电催化要领一定降服竞争性的、通常在动力学上占主导职位地方的析氢。
研究组先容了一种通过整合布朗斯台德酸和一种氧化还原介质的合成来设计电化学触发回原CPET的分子介质。二茂钴阳离子氧化还原介质的阴极还原大大减弱了与环戊二烯基环相连的布朗斯台德酸性苯胺的均裂氮-氢键强度。
该效果评释电化门生成的分子介质可通过速率操纵CPET将模子底物苯乙酮转化为相应的中性α-自由基。
通过混淆氧化法发散合成庞大二萜类化合物
作者：Xiao Zhang, Emma King-Smith, Liao-Bin Dong, Li-Cheng Yang, Jeffrey D. Rudolf, Ben Shen, et al.
链接：http://science.sciencemag.org/content/369/6505/799
择要：
多环二萜有很多紧张的生物学活性，但因为其布局庞大性，重新合成这些分子极具挑衅性。因为缺乏用于支架修饰的化学东西，半合成途径也受到限定。
研究组报道了一类化学酶平台，可通过一种混淆氧化要领，计谋性联合化学和酶促氧化要领来得到高度氧化的二萜类化合物。这种要领可以选择性氧化亲本碳环上先前无法靠近的位点，并使非生物骨架重排为其他底子布局。
研究组以异甜菊醇为质料，颠末10步或更少的步调，合成了九种具有富厚氧合模式和骨架多样性的自然产品。
20万年前南非疆域窟窿的火和草床修建
作者：Lyn Wadley, Irene Esteban, Paloma de la Peña, Marine Wojcieszak, Dominic Stratford, Sandra Lennox, et al.
链接：http://science.sciencemag.org/content/369/6505/863
择要：
因为储存不善，早期植物的利用在考古记载中很少提及。
研究组陈诉了至少20万年前居住在疆域窟窿中的人们利用草床来制造安宁的睡觉和事情情况。
一捆捆属于阔叶黍亚科的草被放在窟窿背面的灰烬层上，这些灰是为了情况驱虫而燃烧的植物残留。这评释在考古学有迹可循的约10万年前，人们已经有了更庞大的举动。
