基于激光尾波場加速器的27nm自由電子激光

《自然》（

Nature

）封面：基于激光尾波場加速器的27nm自由電子激光?！蹲匀弧冯s志第7868期封面文章報(bào)道了X射線自由電子激光（free-electron laser，F(xiàn)EL）研究進(jìn)展。FEL對于結(jié)構(gòu)生物學(xué)和化學(xué)等領(lǐng)域必不可少，它能以標(biāo)準(zhǔn)臺式激光器無法達(dá)到的頻率產(chǎn)生高強(qiáng)度的相干輻射束。研究團(tuán)隊(duì)利用一個激光尾波場加速器（通過等離子體波加速電子）的電子束成功產(chǎn)生了相干輻射，將輻射功率提高了約100倍，這意味著在氣體噴流末端僅6毫米處就能實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)生激光的正確條件，這比之前的數(shù)據(jù)縮短了數(shù)個量級。

表皮生長因子受體（EGFR）激活會限制肝癌對侖伐替尼的治療反應(yīng)

《自然》（

Nature

）封面：只有接受兩種藥物的治療腫瘤細(xì)胞才會被殺死?！蹲匀弧冯s志第7869期封面文章報(bào)道了表皮生長因子受體（EGFR）在限制侖伐替尼療效上的潛在作用。肝細(xì)胞癌（HCC）是一種侵襲性強(qiáng)、治療難度大的常見肝癌。肝細(xì)胞癌晚期患者目前使用多激酶抑制劑侖伐替尼（lenvatinib）進(jìn)行治療。但侖伐替尼迄今取得的臨床療效十分有限。研究團(tuán)隊(duì)對動物模型，以及其后對12名肝細(xì)胞癌晚期患者的研究發(fā)現(xiàn)，在侖伐替尼外同時(shí)使用抑制EGFR信號傳導(dǎo)的吉非替尼（gefitinib），就能增加腫瘤對該藥物的積極反應(yīng)。

衛(wèi)星圖像揭示暴露于洪水風(fēng)險(xiǎn)的人口比例增加

《自然》（

Nature

）封面：洪水。《自然》雜志第7870期封面文章報(bào)道了洪水風(fēng)險(xiǎn)上升的程度。研究者結(jié)合衛(wèi)星圖像和人口數(shù)據(jù)開發(fā)了全球洪水?dāng)?shù)據(jù)庫（Global Flood Database），該數(shù)據(jù)庫使用了12 719份分辨率為250米的每日衛(wèi)星圖像，覆蓋了2000—2018年的913次特大洪水。研究發(fā)現(xiàn)，約2.5億至2.9億人直接受到了洪水影響，在2000—2015年期間，居住在洪水多發(fā)地區(qū)的人口比例增加了近四分之一。氣候變化預(yù)測表明，到2030年這一比例將進(jìn)一步增加，至少有57個國家預(yù)計(jì)會有更大比例的人口暴露于洪水風(fēng)險(xiǎn)中。

對溶液中單分子電化學(xué)反應(yīng)的直接成像

《自然》（

Nature

）封面：溶液中化學(xué)反應(yīng)成像?！蹲匀弧冯s志第7871期封面文章報(bào)道了對溶液中單分子電化學(xué)反應(yīng)的直接成像，以及證明了該技術(shù)可用于超分辨率顯微成像。研究團(tuán)隊(duì)利用一個發(fā)光分子，該分子能在被化學(xué)反應(yīng)激發(fā)時(shí)發(fā)出一個光子。通過對該發(fā)光分子在溶液中的反應(yīng)位置進(jìn)行時(shí)空分離，可以確定單個發(fā)光分子被激發(fā)時(shí)出現(xiàn)電化學(xué)發(fā)光的位置。隨著時(shí)間推移，研究團(tuán)隊(duì)就能繪制該電極的圖譜，并用來進(jìn)行單細(xì)胞成像。該研究證明他們的技術(shù)能在無需外部光源的情況下，為細(xì)胞黏附進(jìn)行納米分辨率成像。

（本頁期刊封面圖來自《自然》官網(wǎng)）

一個世紀(jì)的進(jìn)步

《科學(xué)》（Science）封面：1型糖尿病?！犊茖W(xué)》雜志第6554期封面文章報(bào)道了胰島素被發(fā)現(xiàn)一百年后，1型糖尿病仍然是一種需要終生日常管理的慢性疾病。一個世紀(jì)前，1型糖尿病的診斷是一致致命的。然而，1921年班廷（Banting）和貝斯特（Best）發(fā)現(xiàn)胰島素為這種疾病治療帶來了希望，使它變成了一種慢性疾病，但仍然需要艱苦的終生治療。科學(xué)的進(jìn)步加深了人類對這種疾病及其治療方法的了解，但許多挑戰(zhàn)仍然存在。在人類進(jìn)入治療這一常見和日益流行疾病的第二個世紀(jì)時(shí)，需要做更多的工作來克服挑戰(zhàn)，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)預(yù)防或治療。

“雜技”松鼠學(xué)會在樹枝上跳躍和著陸而不墜落

《科學(xué)》（Science）封面：一只自由活動的松鼠從一個平臺跳到另一個平臺?！犊茖W(xué)》雜志第6555期封面文章報(bào)道了松鼠跳躍行為的評估實(shí)驗(yàn)研究。松鼠有時(shí)會采取創(chuàng)新的、類似“跑酷”的動作來縮小差距并獲得美味的花生，即在跳躍中重新調(diào)整身體的方向以獲得更平滑的降落方式。為了測試松鼠采取這種策略的頻率，研究團(tuán)隊(duì)同時(shí)調(diào)整了間隙距離和著陸高度。松鼠們總共完成了數(shù)百次“跑酷”跳躍試驗(yàn)，尤其在中跳和長跳中，松鼠們都非常一致地使用了這種動作。這意味著適應(yīng)性跳躍、學(xué)習(xí)控制和反應(yīng)穩(wěn)定操作的行為對松鼠成為“跑酷”高手起著至關(guān)重要的作用。

北極猛犸象的終生流動性研究

《科學(xué)》（Science）封面：猛犸象。《科學(xué)》雜志第6556期封面文章報(bào)道了科研人員對一件考古發(fā)現(xiàn)的猛犸象牙進(jìn)行同位素分析，復(fù)原了末次冰期猛犸象在阿拉斯加的活動情況?？茖W(xué)家研究了17 000年前的猛犸象從出生到死亡的運(yùn)動軌跡，包括它的嬰兒期、少年期、壯年期、老年期。27歲之后，它可能已步入暮年，或者因?yàn)槟撤N原因覓食困難，表現(xiàn)在象牙的同位素分析上氮同位素水平的飆升，這在哺乳動物中是饑餓的標(biāo)志。研究模型揭示，隨著冰河時(shí)代的結(jié)束和高緯度地區(qū)環(huán)境的改變，像猛犸象這樣的大型動物物種很難維持一定的遷移水平。

使用三軌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)精確預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和相互作用

《科學(xué)》（Science）封面：預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的深度學(xué)習(xí)軟件?！犊茖W(xué)》雜志第6557期封面文章報(bào)道了深度思考公司（DeepMind）的深度學(xué)習(xí)工具，它是一個“三軌”神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（“threetrack”neural network）。1972年，安芬森（Anfinsen）因?yàn)樽C明了蛋白質(zhì)的氨基酸序列與其三維結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系而獲得了諾貝爾獎。DeepMind提出的三軌網(wǎng)絡(luò)預(yù)測的結(jié)構(gòu)精度很高，能夠快速解決X射線晶體學(xué)和低溫電子顯微鏡結(jié)構(gòu)建模問題，并能分析提出對未知結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)功能的理解。該網(wǎng)絡(luò)還可以僅僅根據(jù)序列信息就快速生成精確的蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)復(fù)合體模型。

（本頁期刊封面圖來自《科學(xué)》官網(wǎng)）

穩(wěn)定同位素分析重建泥河灣盆地麻地溝古人類生存環(huán)境

中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所裴樹文研究團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)科技考古研究院和西班牙高級科學(xué)研究委員會歷史研究所的研究人員，采用哺乳動物牙釉質(zhì)碳氧穩(wěn)定同位素分析方法，重建了泥河灣盆地麻地溝遺址古人類生存時(shí)期的古環(huán)境，并探討了人類行為適應(yīng)性的相關(guān)問題。相關(guān)成果發(fā)表于《地球科學(xué)前沿》（

Frontiers in Earth Science

）。麻地溝遺址位于泥河灣盆地東部岑家灣臺地西北緣。麻地溝遺址利用者具有靈活的石料開發(fā)策略，選擇硅質(zhì)白云巖進(jìn)行砸擊剝片，運(yùn)用錘擊法對燧石進(jìn)行剝片以獲取鋒利的邊緣，挑選質(zhì)量高的燧石修理成石器。這種靈活的技術(shù)策略，可能為古人類對于多變環(huán)境及多元植被景觀的積極適應(yīng)。

麻地溝遺址動物群生態(tài)位重建（徐哲供圖）（圖片來源于中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所網(wǎng)站）

泥河灣盆地麻地溝遺址及相關(guān)重要遺址地理位置圖（徐哲供圖）（圖片來源于中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所網(wǎng)站）

一個完整的恐龍胚胎化石

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）的邢立達(dá)副教授與國內(nèi)外科學(xué)家合作，對福建省英良石材自然歷史博物館（位于福建泉州南安市）館藏的一枚名為“英良貝貝”的恐龍胚胎化石開展了相關(guān)研究。研究成果發(fā)表于《交叉科學(xué)》（

iScience

）。這塊保存在恐龍蛋化石中的完美胚胎化石有著距今7200萬至6600萬年的歷史，屬于一只沒有牙齒的獸腳類恐龍。這一化石是在中國南部江西贛州的晚白堊世地層中發(fā)現(xiàn)的，保存狀態(tài)相當(dāng)原始，清晰展現(xiàn)了其存活時(shí)的狀態(tài)。恐龍個體從頭到尾總長度估計(jì)為27厘米，蜷曲在一個長度為17厘米長形蛋化石中。根據(jù)標(biāo)本短高且無牙的頭骨，“英良貝貝”被確定為竊蛋龍類。

高原湖泊碳循環(huán)和歷史時(shí)期水文氣候演化研究

云南大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院李祥忠研究員等人以黃河源頭最大淡水湖鄂陵湖為研究對象，系統(tǒng)分析了湖的水化學(xué)參數(shù)、水體溶解無機(jī)碳（DIC）碳的同位素組成及表層沉積物的碳、氮含量及其同位素組成特征研究。相關(guān)成果發(fā)表于《土鏈》（

Catena

）。研究闡明了生物碳泵（BCP）效應(yīng)在控制湖泊水化學(xué)變化及沉積中的關(guān)鍵作用，同時(shí)水生植物通過BCP效應(yīng)將巖石風(fēng)化形成DIC后轉(zhuǎn)化，從而穩(wěn)定了巖石風(fēng)化產(chǎn)生的碳匯。這一耦合水生光合作用的巖石風(fēng)化碳匯在高原湖泊碳循環(huán)中扮演重要角色，可為解決全球碳循環(huán)中“遺失碳匯”去向提供一種新可能。青藏高原其他區(qū)域在未來全球持續(xù)增溫大背景下發(fā)生干旱化的風(fēng)險(xiǎn)增大。

世界首個油麻藤豆莢化石

中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園蘇濤研究員指導(dǎo)越南籍博士研究生阮伯雄與越南國家自然博物館合作，針對越南北部發(fā)現(xiàn)的世界首個油麻藤豆莢化石開展了相關(guān)研究。研究成果發(fā)表于《古植物學(xué)與孢粉學(xué)評論》（

Review of Palaeobotany and Palynology

）。油麻藤屬（

Mucuna

）是豆科菜豆族刺桐亞族的攀緣木質(zhì)大藤本，該屬植物現(xiàn)在廣泛地分布于世界泛熱帶地區(qū)，在熱帶亞洲尤其常見。白花油麻藤屬于油麻藤屬大果亞屬（

subgen.Macrocarpa

），現(xiàn)今廣泛地分布于華南地區(qū)。越南北部發(fā)現(xiàn)的此化石不僅是此屬世界首個確定的記錄，也表明了華南植物區(qū)系與越南北部植物區(qū)系在地質(zhì)歷史上的密切關(guān)系，為東亞植物區(qū)系的熱帶亞洲起源學(xué)說提供了古植物學(xué)的證據(jù)。

多態(tài)性重復(fù)基因的基因組演化機(jī)制

中國科學(xué)院動物研究所張勇研究組及合作者以黑腹果蠅和人類這兩個內(nèi)含子分布和特性迥異的系統(tǒng)為模型，開展了重復(fù)基因的起源機(jī)制和功能演化研究。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·生態(tài)與進(jìn)化》（

Nature Ecology & Evolution

）。通過深入分析兩個差異較大的動物體系，研究展示了劑量敏感性和外顯子洗牌過程如何塑造重復(fù)基因演化的早期藍(lán)圖。此研究不僅將新基因起源的兩個主要機(jī)制，即基因重復(fù)和外顯子洗牌融合到一起；同時(shí)也說明諾貝爾化學(xué)獎獲得者吉爾伯特（Gilbert）在43年前提出的兩個核心概念相輔相成，即可變剪切是基因內(nèi)部重復(fù)發(fā)生的前提，使得更復(fù)雜的蛋白結(jié)構(gòu)可以在不影響此前基因結(jié)構(gòu)的前提下演化出來。

重復(fù)基因表達(dá)差異的分布和劑量效應(yīng)（圖片來源于中國科學(xué)院動物研究所網(wǎng)站）

嵌合基因和不完整重復(fù)基因的分布及特點(diǎn)（圖片來源于中國科學(xué)院動物研究所網(wǎng)站）

樹木年輪古氣候反演研究

中國科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所荒漠與綠洲生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室曾凡江研究員團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室傅伯杰院士團(tuán)隊(duì)以麗江鐵杉為研究對象，發(fā)現(xiàn)麗江地區(qū)高海拔樹木與冬季降水保持協(xié)同的生長趨勢，成功描繪此地區(qū)四百余年的（1600～2005年）歷史冬季降水變化特征。相關(guān)成果發(fā)表于《過去氣候》（

Climate of the Past

）。冬季降水是青藏高原東南部麗江區(qū)域高海拔麗江鐵杉徑向生長的主要限制因素，樹木徑向生長與冬季降水之間的關(guān)系具有較好的時(shí)間穩(wěn)定性；近些年冬季降水趨于增加，有利于此地區(qū)高山森林生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。

大興安嶺泥炭地磷形態(tài)及其古植被重建潛力研究

中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所王國平研究員等在大興安嶺北部選取4種優(yōu)勢物種（蘚類、草本、灌叢和喬木）下的表土，并鉆取泥炭柱芯，探究表土中不同優(yōu)勢物種下磷形態(tài)的分布規(guī)律，篩選合適磷形態(tài)作為指標(biāo)，同時(shí)應(yīng)用到泥炭柱芯每1厘米磷形態(tài)的分布反演出植被演替歷史。相關(guān)成果發(fā)表于《環(huán)境管理》（

Journal of Environmental Management

）。研究發(fā)現(xiàn)，雖然泥炭地中磷形態(tài)以有機(jī)磷為主，但磷在不同優(yōu)勢植被下的差異主要集中在無機(jī)磷形態(tài)和較為穩(wěn)定的有機(jī)磷形態(tài)上，其中喬木下土壤無機(jī)磷顯著高于其他植被，而蘚類植被有利于土壤有機(jī)磷（尤其是穩(wěn)定有機(jī)磷）的賦存。

二疊紀(jì)末大滅絕前后海洋氧化還原條件演化歷史及其驅(qū)動機(jī)制

中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所晚古生代研究團(tuán)隊(duì)鄭全鋒、張華、王玥、曹長群等人與中國礦業(yè)大學(xué)、南京大學(xué)的合作者，對四川廣元上寺二疊系-三疊系界線剖面（剖面主體位于青川縣建峰鎮(zhèn)）進(jìn)行了高精度沉積學(xué)和遺跡學(xué)研究。相關(guān)成果發(fā)表于《地球科學(xué)評論》（

Earth-Science Reviews

）。研究人員利用遺跡群落、遺跡組構(gòu)指數(shù)（ii）和最大潛穴直徑（MBD）為氧化還原指標(biāo)，通過區(qū)域內(nèi)剖面對比和不同氧化還原指標(biāo)對比研究，并結(jié)合前人的同位素年齡和旋回地層學(xué)研究資料，闡明了這一時(shí)期各氧化還原條件變化階段的時(shí)空分布；并在高精度沉積學(xué)研究的基礎(chǔ)上，通過事件地層學(xué)對比研究，揭示了不同時(shí)空尺度氧化還原條件變化的驅(qū)動機(jī)制。

藍(lán)相液晶光子晶體的高精度“活”圖案制備

中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所王京霞研究員與合作者通過簡單地控制墨水在疏水藍(lán)相液晶薄膜的可控分散，就能制備高精度的“活”圖案：所打印圖案的形狀和顏色可以隨時(shí)間可控變化。相關(guān)成果發(fā)表于《先進(jìn)功能材料》（

Advanced Functional Materials

）。藍(lán)相液晶（BPLC）光子晶體是一種手性向列相液晶，其獨(dú)特的雙扭柱結(jié)構(gòu)使其在可見光范圍內(nèi)具有選擇性反射，能產(chǎn)生亮麗的結(jié)構(gòu)色彩。疏水處理能有效控制墨水在基底表面的鋪展、墨滴之間聚并融合，提高了打印的分辨率，實(shí)現(xiàn)了可擦寫的高分辨多彩圖案的制備。這個研究進(jìn)一步探討了只采用一種無色墨水，在同一透明基底上通過控制打印層數(shù)實(shí)現(xiàn)多彩圖案制備。

藍(lán)相液晶薄膜的制備及圖案打印制備的流程圖及相關(guān)結(jié)果表征（圖片來源于中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所網(wǎng)站）

選擇性調(diào)控全固態(tài)柔性離子熱電材料的塞貝克系數(shù)及其應(yīng)用于熱感知的研究

清華大學(xué)張興教授、馬維剛副教授課題組和香港科技大學(xué)黃寶陵副教授課題組合作報(bào)道了一種可選擇性調(diào)控P-N型的全固態(tài)柔性離子熱電復(fù)合材料。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·通訊》（

Nature Communications

）。此材料室溫下展示出高塞貝克系數(shù)并且具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性。研究人員通過引入強(qiáng)電負(fù)性三（五氟苯基）硼烷（TPFPB）分子，有效地抑制了陽離子在聚合物中的輸運(yùn)，成功將該P(yáng)型材料調(diào)控至N型；開發(fā)了基于離子熱電效應(yīng)的無接觸式自供電熱智能探測器，在較寬的光、熱刺激范圍內(nèi)展現(xiàn)出優(yōu)異的響應(yīng)特性、可重復(fù)性和高靈敏度；同時(shí)，開發(fā)出由13對P-N熱電臂組成的平面式熱傳感器，傳感器在10K溫差下可產(chǎn)生2.5V穩(wěn)定電壓。

靜止表面圓盤陣列中的快速水波

復(fù)旦大學(xué)胡新華教授課題組提出了一種新的結(jié)構(gòu)體系，其中的水波速度超過了艾利發(fā)現(xiàn)的水波波速上限。相關(guān)成果發(fā)表于《物理評論快報(bào)》（

Physical Review Letters

）。此研究設(shè)計(jì)了一種新的周期結(jié)構(gòu)體系，即在水體表面覆蓋一個類似睡蓮、但是固定不動的周期圓盤陣列。在這種周期結(jié)構(gòu)中，低頻水波（即最低頻帶的水波）將感受到增大的等效重力加速度和等效水深。通過構(gòu)建相應(yīng)的水波棱鏡，研究團(tuán)隊(duì)觀測到了奇特的水波折射和單向透射現(xiàn)象，由此證實(shí)了圓盤陣列中的快波效應(yīng)。在圓盤陣列中，水波的相速度和群速度均可達(dá)到空曠水域中波速的1.8倍以上，大幅提升了傳統(tǒng)理論中的水波速度上限。

環(huán)氧電還原研究進(jìn)展

武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院戚孝天教授課題組與高等研究院陸慶全教授課題組合作，開發(fā)了一種溫和且環(huán)境友好的電氫化方法。相關(guān)成果發(fā)表于《美國化學(xué)會志》（

Journal of the American Chemical Society

）。反馬氏醇類化合物在大宗/精細(xì)化學(xué)品、農(nóng)用化學(xué)品、藥品和香料化學(xué)中有著廣泛的用途。通過多相或均相催化對環(huán)氧化物進(jìn)行選擇性加氫可用于醇的制備。但此類反應(yīng)產(chǎn)物選擇性較差，且通常需要高溫和高壓氫氣，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全問題和高額的成本。此研究開發(fā)了一種溫和且環(huán)境友好的電氫化方法，可實(shí)現(xiàn)環(huán)氧化合物的區(qū)域選擇性開環(huán)。利用電子和質(zhì)子作為氫源，可以制備各種反馬氏醇和馬氏醇，并根據(jù)機(jī)理研究結(jié)果調(diào)控氫化區(qū)域選擇性。

拓?fù)浔Ｗo(hù)的連續(xù)頻率糾纏雙光子態(tài)研究

上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院電子工程系何廣強(qiáng)團(tuán)隊(duì)和姜淳團(tuán)隊(duì)在拓?fù)淞孔庸鈱W(xué)領(lǐng)域取得進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《納米光子學(xué)》（

Nanophotonics

）。研究提出一種受拓?fù)浔Ｗo(hù)的連續(xù)頻率糾纏雙光子態(tài)理論方案，基于量子谷霍爾效應(yīng)可以在光子晶體中構(gòu)建光拓?fù)浣^緣體，在拓?fù)鋷吨谐霈F(xiàn)拓?fù)溥吔鐟B(tài)，拓?fù)溥吔鐟B(tài)對拐角等結(jié)構(gòu)缺陷具有較強(qiáng)的魯棒性。利用硅介質(zhì)的三階非線性效應(yīng)——四波混頻，可以在光拓?fù)浣^緣體中制備一對信號光與閑置光。研究證明在光拓?fù)浣^緣體中產(chǎn)生的信號光與閑置光之間是連續(xù)頻率糾纏的，由于信號光與閑置光的頻率位于拓?fù)浞瞧接箮秲?nèi)，產(chǎn)生的連續(xù)頻率糾纏雙光子態(tài)受到拓?fù)浔Ｗo(hù)，具有較強(qiáng)的魯棒性。

在光拓?fù)浣^緣體中實(shí)現(xiàn)受拓?fù)浔Ｗo(hù)的連續(xù)頻率糾纏雙光子態(tài)（圖片來源于上海交通大學(xué)新聞學(xué)術(shù)網(wǎng)）

控制高次諧波產(chǎn)生中光子的橫向軌道角動量研究

北京大學(xué)物理學(xué)院劉運(yùn)全教授課題組提出了基于超短高強(qiáng)度時(shí)空渦旋光束（Spatiotemporal Optical Vortex, STOV）獲得可控橫向軌道角動量極紫外高次諧波產(chǎn)生（High Harmonic Generation, HHG）的方法，發(fā)現(xiàn)時(shí)空渦旋光束產(chǎn)生諧波的特征光譜結(jié)構(gòu)，揭示了其內(nèi)在物理機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于《物理評論快報(bào)》（

Physical Review Letters

）。光子的軌道角動量（Orbital Angular Momentum, OAM）是描述光子量子態(tài)的重要物理量之一。光子角動量的產(chǎn)生、測量和調(diào)控是光場調(diào)控研究的前沿，其所提供的光場自由度已被廣泛應(yīng)用于超分辨成像、量子通信以及生物醫(yī)學(xué)等研究領(lǐng)域。

基于人工智能實(shí)現(xiàn)精確而成本低廉的量子化學(xué)模擬

廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院帕夫洛·O·德拉爾（Pavlo O. Dral）副教授和吳瑋教授與美國卡耐基·梅隆大學(xué)的奧列克桑德·伊賽耶夫（Olexandr Isayev）副教授合作，發(fā)展了人工智能增強(qiáng)的量子力學(xué)新方法。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·通訊》（

Nature Communications

）。此方法被命名為AIQM1，結(jié)合了人工智能方法和半經(jīng)驗(yàn)量子力學(xué)方法，利用人工智能技術(shù)提高半經(jīng)驗(yàn)量子力學(xué)方法預(yù)測的準(zhǔn)確性，確保半經(jīng)驗(yàn)計(jì)算對物理體系的正確描述，是一種可以直接用于新的應(yīng)用研究的計(jì)算工具。試算例表明，AIQM1以半經(jīng)驗(yàn)軌道分子方法的計(jì)算代價(jià)，獲得具有量子化學(xué)計(jì)算金標(biāo)準(zhǔn)美稱的耦合簇方法的計(jì)算精度。相比于現(xiàn)有密度泛函方法，AIQM1計(jì)算結(jié)果更為可靠。

一種分布式節(jié)點(diǎn)特定的塊對角線性約束最小方差波束形成器

中國科學(xué)院聲學(xué)研究所李曉東團(tuán)隊(duì)提出了分布式節(jié)點(diǎn)特定的塊對角線性約束最小方差（LCMV）波束形成器，把信號傳輸和計(jì)算任務(wù)分散到各個節(jié)點(diǎn)，從而減小節(jié)點(diǎn)的通信帶寬和發(fā)送功率，提高無線聲傳感網(wǎng)絡(luò)（WASNs）的壽命和語音增強(qiáng)性能的魯棒性。相關(guān)成果發(fā)表于《信號處理》（

Signal Processing

）。對WASNs來說，節(jié)點(diǎn)內(nèi)傳聲器之間的距離較近，而不同節(jié)點(diǎn)的傳聲器之間的距離較遠(yuǎn)。因此，由所有說話人的后期混響和傳聲器的自噪聲組成的噪聲成分，在不同節(jié)點(diǎn)之間近似不相關(guān)，可用塊對角噪聲協(xié)方差矩陣近似總體協(xié)方差矩陣，其中每個矩陣塊對應(yīng)一個節(jié)點(diǎn)的噪聲協(xié)方差矩陣。新研究降低了集中式算法所要求的計(jì)算復(fù)雜度并減小通信帶寬。