7月24日外媒科学网站摘要：科学家有望制造出迄今最重元素

7月24日（三）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《自然》网站（www.nature.com）

1、谷歌AI工具可在几分钟内预测长期气候趋势和天气

谷歌机器学习模型NeuralGCM是一种结合了传统天气预报技术和机器学习的计算机模型，其在预测天气情景和长期气候趋势方面，优于其他基于人工智能（AI）的工具。

该工具发表在最近的《自然》（Nature）杂志上，是第一个能够生成准确的综合天气预报的机器学习模型——它能展示一系列的天气情景。其发展为天气预测开启了新篇章，与现有工具相比，它预测的速度更快，能耗更低，细节比完全基于人工智能的模型更为丰富。

目前的天气预报系统通常依赖于一般环流模式（GCM），这种模式通过物理定律来模拟地球的海洋和大气过程，并预测这些过程可能如何影响天气和气候。但GCM需要大量的计算资源，而机器学习的进步正开始提供更有效的替代方案。

谷歌研究公司（Google Research）的人工智能研究员史蒂芬·霍耶（Stephan Hoyer）和他的团队开发并训练了NeuralGCM，这是一个结合了传统基于物理的大气求解器和一些人工智能组件的模型。他们利用该模型进行短期和长期的天气预报及气候预测。为了评估NeuralGCM的准确性，研究人员将其预测结果与现实世界的数据以及其他模型的输出进行了比较，包括GCM和纯粹基于机器学习的模型。

像目前的机器学习模型一样，NeuralGCM可以提前一至三天生成准确的短期、确定性的天气预报，而消耗的能量只是现有工具所需能量的一小部分。但在进行7天以上的长期预测时，它的错误率远低于其他机器学习模型。实际上，NeuralGCM的长期预测与欧洲中期天气预报中心的集合模型ECMWF-ENS的预测相似，后者被广泛认为是天气预报的黄金标准。

2、重大技术突破后，科学家有望制造出宇宙迄今最重元素

研究人员展示了一种制造超重元素的新方法，提供了制造迄今为止宇宙中最重的元素，即120号元素的方法。

美国劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）的科学家们宣布，他们首次利用一束钛成功制造出了一种已知的超重元素，即116号元素。在升级了实验室的设备后，该团队计划使用类似技术尝试制造120号元素。迄今为止，人类制造出的最重的元素是Og，即2002年首次合成的118号元素。

在美国伊利诺伊州莱蒙特举行的“核结构2024年会议（Nuclear Structure 2024）”上，LBNL的研究团队展示了他们的研究成果，并在arXiv服务器上发布了一份预印本。

超重元素不会在地球上自然存在，但科学家认为它们可能会出现在恒星中。它们具有高放射性，通过核裂变迅速分解，几乎没有直接实际应用前景。但是，通过制造新元素，科学家们加深了对宇宙运作方式的理解，并填补了关于原子核行为及其极限的理论模型——例如它可以容纳多少质子和中子。

为了制造新元素，研究人员使用粒子加速器将离子束与固体目标中的原子碰撞，希望引发核反应，使原子核融合，产生具有更多质子和中子的元素。但现有的原材料正在失去动力。最近发现的一组超重元素，编号114到118，都是通过用钙-48束轰击由锕系元素构成的目标而产生的。钙的这种同位素特别稳定，这使得它非常适合促进必要的核聚变反应。

然而，钙只能让科学家们深入到元素周期表的外围。科学家们试图用比钙-48更重的粒子束制造超重元素，这包括钛和铬的同位素。为了确定钛-50光束可以用来制造超重元素，LBNL的团队制造了鉝（Livermorium）-290。该团队利用伯克利实验室的88英寸回旋加速器设备加速钛束，并将其发射到钚制成的目标上。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

1、纳米成像技术有助于了解古代骨骼中的蛋白质及组织保存

美国北卡罗莱纳州立大学的一项初步研究显示，古代骨骼的纳米级三维成像技术不仅可以进一步了解软组织在石化过程中所经历的变化，而且还具有作为一种快速实用的方法来确定哪些标本可能适合保存古代DNA和蛋白质序列。

使用纳米成像方法比较现代骨骼和冰河时代的骨骼，可以更好地理解胶原蛋白和血管在石化过程中所经历的变化。

研究人员将现代牛、鳄鱼和鸵鸟腿骨的小样本与更新世时期的猛犸象、草原野牛、驯鹿和马的腿骨进行了比较。这些更新世的样本都是从加拿大育空地区（Yukon Territory）融化的古代永久冻土中提取的。

利用飞行时间二次离子质谱仪（TOF-SIMS）扫描成像结构的表面，研究人员确定了结构中存在的化学特征，并帮助进一步确认它们是胶原蛋白和血管。

这项初步研究的基本思想是，这种纳米尺度的方法可以用于所有化石记录的骨骼，以更好地了解有机组织在石化过程中发生的化学和结构变化。这项技术也可能被用来筛选适合保存DNA和蛋白质序列的古代骨骼标本。

2、天体物理学家发现超大质量黑洞与暗物质联系，有助于解决“最终秒差距问题”

研究人员发现了超大质量黑洞和暗物质粒子之间的联系，这些粒子分别是宇宙中一些最大和最小的实体。

他们的新计算表明，一对超大质量黑洞（SMBHs）之所以能够合并成一个更大的黑洞，是因为之前被忽视的暗物质粒子的行为，这为天文学中长期存在的“最终秒差距问题”提供了一个解决方案。这项研究发表在本月出版的《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。

2023年，天体物理学家宣布探测到宇宙中弥漫着引力波的“嗡嗡声”。他们假设这种背景信号是由数百万对合并的超大质量黑洞发出的，每对超大质量黑洞的质量都是太阳的数十亿倍。

然而，理论模拟表明，当这些巨大的天体成对地螺旋靠近时，它们的接近过程会在距离约为1秒差距（约3光年的距离）时停止，从而阻止它们的合并。

这个“最后的秒差距问题”不仅与合并的大质量黑洞是引力波背景源的理论相冲突，而且与大质量黑洞通过较小黑洞合并而成的理论也不一致。

论文的合著者表示：“我们证明，加上以前被忽视的暗物质的影响，可以帮助超大质量黑洞克服最后的分离和合并差距。我们的计算解释了这是如何发生的，与之前的观点相反。”

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

1、药物有效期或影响未来的火星探测任务

美国杜克健康公司（Duke Health）领导的一项新研究表明，在完成三年火星之旅的宇航员返回地球之前，宇航飞船中存储的药物超过一半将会过期，这包括止痛药、抗生素、过敏药和助眠药等主要药物。

根据发表在最新一期自然出版集团期刊《npj微重力》（npj Microgravity）上的一项研究，宇航员最终可能会依赖无效甚至有害的药物。

过期的药物可能会失去部分或大部分药效。与地球相比，太空中药物的实际稳定性和效力在很大程度上仍然是未知的。恶劣的太空环境，包括辐射，可能会降低药物的有效性。

研究人员指出，随着太空机构计划在火星及其他地方进行长期任务，过期的药物可能会对这些任务构成挑战。

研究人员利用国际药物有效期数据库确定，91种药物中有54种的保质期为36个月或更短。

最乐观的估计是，这些药物中约有60%会在火星任务结束前失效。在更保守的假设下，这一数字跃升至98%。

这项研究并没有假设药物会加速降解，而是把重点放在无法为火星任务提供更新的药物上。这种补给的缺乏不仅影响到药物，也影响到其他重要的供应，比如食物。

论文作者称，增加飞船上的药物数量也可以帮助弥补过期药物的疗效降低。

2、中国天文学家开发了从星系调查中提取信息的新技术

中国科学院国家天文台（NAOC）的科学家与国际合作伙伴合作，最近设计了一种创新技术，可以有效地从星系调查中提取信息，为未来的宇宙探索和调查铺平了道路。

他们的研究结果发表在最新一期的《通信物理》（Communications Physics）网络版上。

在这个精确宇宙学的时代，大规模星系红移调查是探测宇宙的有力工具。通过观察来自遥远星系的大量光谱，天文学家能够创建宇宙不同时期星系的密度场。这些密度场携带着关于星系聚集的重要信息，这些信息可以通过两点和N点（N>2）相关函数来量化。

然而，由于各种复杂性，包括这些量的测量和建模，在实践中很难使用n点函数。

在这项具有挑战性的任务上工作了几年之后，NAOC的研究团队和合作伙伴开发了一整套从星系两点关联函数中提取多点关联函数的新方法。

研究人员表示：“这为在星系调查中有效地使用高阶信息打开了一扇新的窗口，对即将到来的包括暗能量光谱仪（DESI）、定焦光谱仪（PFS）和中国巡天空间望远镜（CSST）在内的星系调查具有重要的宇宙学意义。”（刘春）