
美国科学家团队3月19日在《物理评论研究》期刊上发表一项突破性研究,他们可能已成功利用地球自转能量产生电力,这一成果可能为人类开辟全新的可再生能源途径。
该研究团队由普林斯顿大学的Christopher Chyba、加州理工喷气推进实验室的Kevin Hand以及Spectral Sensor Solutions公司的Thomas Chyba组成。他们设计了一种特殊装置,能够与地球磁场相互作用,将地球自转的能量转化为电能。
研究人员使用锰锌铁氧体(一种弱导体)制成圆柱体作为磁屏蔽,将其按57°角沿南北方向放置,使其同时垂直于地球的自转运动和磁场。在圆柱体两端放置电极测量电压,并在黑暗环境下进行实验以排除光电效应的干扰。
实验结果显示,该装置能产生18微伏的电压,这一电压无法归因于任何其他来源,强烈暗示其源自地球自转能量。研究人员特别排除了温度差异可能产生的电压影响,并通过改变圆柱体角度和使用对照组进行验证,证实了实验结果的可靠性。
值得注意的是,该团队早在2016年就提出了利用地球自转和磁场发电的理论,但当时遭到质疑,因为传统理论认为电子在产生电场过程中会重新排列,抵消所产生的电压。而这次研究通过阻止这种抵消效应并捕获电压,成功突破了理论限制。
虽然目前产生的电压非常微小,但研究人员表示,如果这一发现被其他科学家在不同条件下验证,没有理由认为产生的电量不能增加到实用水平。这项技术若能成功扩展,将为人类提供一种全新的、理论上取之不尽、用之不竭的能源来源。
论文标题:Experimental demonstration of electric power generation from Earth's rotation through its own magnetic field
突破!Thea Energy简化版聚变反应堆取得重大进展
3月20日,美国聚变能源初创公司Thea Energy提交了一份同行评审的论文,宣布在"平面线圈星状器"(planar coil stellarator)研发上取得重大突破,验证了其创新磁场控制技术的可行性,为未来商业化聚变能源迈出关键一步。
聚变能被视为未来清洁能源的"圣杯",但传统星状器设计依赖复杂扭曲的磁体,制造精度要求极高,导致成本高昂、工期延长。Thea Energy首席执行官Brian Berzin表示:"我们不喜欢高科技的东西,我们喜欢可以冲压、锻造并采用简单制造工艺的东西。"
Thea的创新之处在于使用450个更小、更简单的平面磁体,排列成传统环形结构。每个磁体由人工智能软件单独控制,就像"计算机屏幕上的像素阵列",从而生成螺旋形磁场。该设计最近通过名为"Canis"的3×3高温超导体(HTS)平面线圈阵列测试得到验证。

实验结果表明,Thea的系统能够以不到1%误差的精度生成并精确控制复杂的磁场形状。这一突破意义重大,因为它极大简化了制造过程。如果某个磁体安装不完美,或者随着时间推移性能下降,AI系统可以自动补偿:"系统会稍微调整那个磁体——降低它的功率,提高旁边磁体的功率,磁场保持完美,"Berzin解释道。
这种简化设计还有另一个显著优势:前三个公共部门的星状器项目(德国文德尔斯坦(Wendelstein)7-X、普林斯顿NCSX和威斯康星HSX)均因模块线圈复杂度导致成本和进度大幅超标,NCSX项目甚至被完全取消。
Thea Energy计划在未来几个月内对其AI软件进行压力测试,故意错位安装一些磁体或使部分磁线圈短路,以测试系统适应性。公司希望在2030年代将聚变电力引入电网。
这一突破暗示,通过软件智能控制替代高精度硬件,可能是解决长期困扰聚变能源商业化的关键技术难题之一。
论文标题:Prototyping and Test of the "Canis" HTS Planar Coil Array for Stellarator Field Shaping
研究表明:人工甜味剂可能增加心脑血管疾病风险
美国克利夫兰诊所最新研究显示,常用于代替糖的人工甜味剂,网红代糖赤藓糖醇(erythritol)可能与心脏病和中风风险增加有关。
研究团队在健康志愿者中进行了对照实验,比较了摄入赤藓糖醇和葡萄糖对血小板活性的影响。结果显示,摄入30克赤藓糖醇后,参与者血液中的赤藓糖醇浓度迅速上升超过1000倍,并在所有测试对象中明显增强了血小板聚集反应。相比之下,摄入相同剂量的葡萄糖并未引起类似变化。
研究负责人、克利夫兰诊所勒纳研究所的Stanley Hazen医学博士表示:"这项研究表明,食用含赤藓糖醇的食品或饮料可能会直接刺激血栓形成。赤藓糖醇和其他常用作糖替代品的糖醇应该被评估其潜在的长期健康影响。"
赤藓糖醇等糖醇类甜味剂广泛用于标记为"无糖"、"低热量"或"生酮友好"的食品中。它们通常被推荐给需要控制血糖或体重的人群,特别是那些患有糖尿病、肥胖症或代谢综合征的人。
该研究还发现,另一种常见的糖醇类甜味剂木糖醇(xylitol)也表现出类似的问题。研究人员观察到,血液中木糖醇水平较高的个体在随后几年中发生严重心脏相关事件的可能性似乎增加。
Hazen博士建议:"对于心脏病、糖尿病或代谢综合征等高血栓风险人群,偶尔少量食用含糖食品可能比经常摄入这些糖醇类甜味剂更为安全。心血管疾病是全球头号死因,我们需要确保日常食用的食品不会成为隐藏的危险因素。"
这项研究引发了对这些被广泛使用且被标记为"普遍认为安全"的甜味剂的安全性重新评估的讨论。专家们建议,在出现更多长期研究结果前,高风险人群应谨慎使用此类甜味剂。
这项研究最初发表在《动脉硬化、血栓形成与血管生物学》期刊上。
论文标题:Ingestion of the Non-Nutritive Sweetener Erythritol, but Not Glucose, Enhances Platelet Reactivity and Thrombosis Potential in Healthy Volunteers—Brief Report
科学家发现"火中雪球":韦伯望远镜揭示罕见系外行星奇特大气
科学家使用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)探测到一颗名为LTT 9779 b(正式命名为Cuancoá)的系外行星拥有令人惊讶的大气特性,这一发现被形容为"如同在火中找到一个没有融化的雪球"。
这颗海王星大小的行星于2020年被发现,每19小时绕其恒星完成一次轨道,表面温度高达3,600华氏度(2,000摄氏度)。研究小组使用JWST的近红外成像仪和无缝光谱仪(NIRISS)分析了行星完整轨道的相位曲线,发现其大气中存在水蒸气和高反射率的云层。
蒙特利尔大学研究生Louis-Philippe Coulombe表示:"找到这种尺寸如此接近恒星的行星,就像在火中发现未融化的雪球一样。这证明了行星系统的多样性,为我们提供了观察极端条件下行星演化的窗口。"
研究的最大惊喜是发现行星的西半球昼侧拥有极高的反射率(0.79±0.15),显著高于东半球(0.41±0.10)。这种不对称性归因于行星的大气环流:由昼夜温差驱动的东向赤道急流将热量从昼侧传向夜侧,导致西半球昼侧温度降低,足以形成硅酸盐云层。
研究还揭示行星昼夜温差巨大,昼侧温度约2,260开尔文,夜侧低于1,330开尔文。这一特性以及云层的部分覆盖显著影响了行星的能量平衡,其总体反照率与土星相当。
牛津大学物理系的Jake Taylor表示:"我们尚未完全拼凑关于这颗行星的信息。我们目前正使用哈勃太空望远镜和甚大望远镜更详细地研究其昼侧云结构,尽可能多地了解这颗奇特天体。"
这一发现为理解极端环境下云层和热传递的相互作用提供了独特的实验室,也证明了即使在云层丰富的系外行星上,科学家仍能通过分析其散发的热量来研究大气特性。
这项研究2月25日发表在《自然-天文学》杂志上。
论文标题:Highly reflective white clouds on the western dayside of an exo-Neptune
全球总人口被严重低估?可能远远超过80亿
科学家最近发现,我们可能严重低估了地球上的人口总数。这一惊人发现来自芬兰阿尔托大学研究团队的最新研究,他们通过分析全球35个国家的307个农村水坝项目数据,发现目前主流的全球人口数据集系统性地低估了农村人口数量。
"我们很惊讶地发现,实际居住在农村地区的人口比全球人口数据显示的要多得多——根据不同数据集,农村人口被低估了53%到84%。"研究的主要作者Josias Láng-Ritter说。
这意味着什么?简单来说,即使是最准确的数据集也只统计到了实际农村人口的不到一半!这不是小问题,因为世界上大约43%的人口居住在农村地区。
研究团队检验了五个主要的全球人口数据集(WorldPop、GWP、GRUMP、LandScan和GHS-POP),发现它们都存在显著的负偏差。其中WorldPop表现最好,但仍低估了53%的农村人口;而GHS-POP表现最差,低估了高达84%的农村人口。
为何会出现这种情况?研究人员解释说,这可能是因为人口普查在农村地区面临更多挑战:交通不便、语言障碍,以及普查员难以到达偏远地区。此外,大多数全球人口数据集主要针对城市环境进行校准,使用的卫星图像分辨率和夜间灯光等技术方法可能无法有效识别农村居民点。
这一发现引发了一个更大的问题:联合国和世界银行估计的全球总人口(分别为79.8亿和79.5亿,2022年数据)是否也漏掉了大量人口?
这种系统性低估可能导致资源分配不公平,因为许多关于灾害影响、医疗可及性或基础设施规划的研究都依赖这些数据。简单说,农村地区可能因此获得比实际需求少得多的资源和服务。
研究人员建议改进农村地区的人口数据收集方法,并呼吁数据制作者更加重视农村人口的准确统计。
这项研究发表在3月18日《自然-通讯》杂志上。
论文标题:Global gridded population datasets systematically underrepresent rural population