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2021-08-30 中国科学报 冯维维
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  研究揭示非洲热带山地森林高地碳储量

  热带森林储存了40%至50%的陆地植被碳。然而,人们对地上活树生物量碳(AGC)储量的空间变化仍然知之甚少,特别是在热带山地森林。由于气候和土壤随海拔升高而变化,热带山地森林的AGC储量低于低地森林。

  作者收集和分析了一个结构完整的原始森林数据集,横跨12个非洲国家的44个山地站点。他们发现,在AfriMont网络的山地站点,平均AGC存量为每公顷149.4兆克碳,这相当于非洲热带雨林观测网的低地森林,比新热带山区和低地森林的地块网络的平均值分别高约70%和32%。

  值得注意的是,这一结果比政府间气候变化专门委员会对非洲这些森林的默认值高出2/3。作者发现非洲低地森林中大树的低茎密度和高丰度反映在取样的山地森林中。这种碳储备正濒临灭绝。他们估计,自2000年以来,已有80万公顷的原始非洲山地森林消失。这一发现强调了保护这些生物多样性和碳丰富的生态系统的必要性。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03728-4

  低频快速射电暴存在周期活动

  快速射电暴(FRB)是一种银河系外的天体物理瞬变现象,需要发射器具有高能量,且足够紧凑,才能产生持续时间短、毫秒长的暴。到目前为止,在8千兆赫到300兆赫的频率上已经探测到快速无线电暴,但低频发射仍然难以捉摸。

  有些FRB是重复的,其中最频繁被检测到的FRB 20180916B7的周期为16.35天。作者研究表明,FRB 20180916B7的频率可达120兆赫,并且其活动窗口与频率有关。频率越高,窗口越窄,时间越早。双风相互作用模型预测更高频率下的窗口更宽,这与作者的观测结果相反。全周期覆盖显示16.3天的周期没有混叠。

  作者建立了低频FRB发射能够逃脱局部介质的理论。对于相同流量的突发,FRB 20180916B在200兆赫兹以下比1.4兆赫兹更活跃。作者研究证明,有些FRB是在不吸收或散射低频辐射的“干净”环境中发现的。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03724-8

  科学家发现强相互作用费米气体通用对极化子

  腔量子电动力学(QED)操纵光与物质的耦合,并允许多个发射器与一个光模式相干耦合。然而,即使是在多体系统中,光—物质耦合机制迄今为止也仅限于单体过程。

  作者利用相互作用强烈的费米气体中的分子跃迁,将腔光子直接耦合到原子对上,报告了腔QED实验。

  强光物质的相互作用以及强烈的粒子间相互作用导致分辨良好的对极化子—混合激发相干混合光子、原子对和分子。对极化子光谱对原子间相互作用的依赖是普遍的,与所使用的跃迁无关,显示了基态对相关性和光谱之间的直接映射。

  作者表示,这代表了多体效应在能量上的两个数量级的放大。在色散范围内,它能够快速、最小破坏性地测量对相关性,并为它们在量子极限下的测量和使用动态量子化光场进行相干操作开辟了道路。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03731-9

  电路介导捕获的质子可交感冷却

  对捕获的带电粒子进行有效冷却,对许多基础物理实验、高精度计量和量子技术都至关重要。到目前为止,感应冷却需要近距离的库仑相互作用,但人们一直渴望将激光冷却技术应用于宏观分离阱中的粒子,将量子控制技术扩展到以前无法达到的粒子,如高电荷离子、分子离子和反物质。

  作者演示了在空间分离的Penning陷阱中使用激光冷却的Be+离子,对单个质子的交感冷却。陷阱由超导LC电路连接,可以在9厘米的距离内进行能量交换。他们还演示了用激光冷却的离子,冷却宏观LC电路的谐振模式和单独捕获的质子的共振冷却,达到远低于环境温度的温度。

  值得注意的是,他们表示,由于这项技术只使用了图像—电流的相互作用,可以很容易地应用于反质子实验,从而提高了物质—反物质比较和暗物质搜索的精度。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-021-03784-w

打印 责任编辑:阎芳

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