Author: Marie - 1ban.news

科学

研究显示LLM设计的SAT求解器启发式算法优于人类专家

布尔可满足性(SAT问题)是芯片验证、网络安全和形式化证明检查等广泛计算任务的底层引擎。几十年来,人类专家不断改进求解该问题的算法,通过巧妙的变量选择、子句缩减和重启时机等启发式策略逐步提升性能。 7月17日发表在《自然·通讯》上的一项研究表明,大语言模型现在能够生成优于人类设计的SAT求解器启发式算法,在运行时上比基准求解器提升了40%,并在11个基准数据集中的8个上击败了最先进系统的最佳参数调整版本。 研究内容 由复旦大学柯伟和中国科学院蔡少伟领导的研究团队构建了一个名为AutoModSAT的框架。关键洞察在于,SAT求解器的代码库庞大且复杂,流行的Kissat求解器拥有25万个token。要求LLM直接修改这样的代码库是不现实的。相反,研究人员将CDCL(冲突驱动子句学习)求解器模块化,将重启时机、子句缩减、变量活动提升等恰好七个启发式函数暴露为一个清晰的搜索空间。 求解器模块化后,系统循环使用三个LLM智能体:编码器生成新的C++启发式代码,评估器过滤掉与现有启发式语义相同的代码,修复器修复编译错误。性能最佳的启发式在进化循环中得以保留。整个过程每个问题域使用50次LLM调用,并采用DeepSeek-V3,因其在低成本下具有竞争力的性能而被选中。 研究发现 在涵盖SAT竞赛问题、EDA(电子设计自动化)验证和组合谜题的11个基准数据集上,AutoModSAT生成的优化启发式算法在PAR-2评分(一种惩罚未求解实例的标准指标)上比基准模块化求解器平均提高了40%。 与经过参数调整的最先进求解器Kissat和CaDiCaL相比,AutoModSAT在11个数据集中的8个上获胜,平均加速约20%。在寄存器分配问题上,LLM发现的启发式在20个实例中解决了18个,而基准求解器解决的不到6个。在哈希表安全验证问题上(拥有1170万个变量和5360万个子句)AutoModSAT的PAR-2评分为3,302,而最佳竞争者为7,322。 LLM还发明了文献中未曾描述过的启发式算法。在重启策略方面,它生成了一种使用子句质量得分移动平均的动态方法,这是一种现有求解器中不存在的新方法。 重要意义 这与调整现有旋钮的自动超参数调优有本质区别。AutoModSAT生成新的算法代码,即人类专家未曾构想出的启发式算法。每次优化运行的总成本仅为几美元的API费用,使其适用于实际的工业部署。 模块化方法本身是本文最有力的论点:使求解器代码对LLM友好不是可选项,而是基础性要求。该方法可扩展至混合整数规划、约束满足和定理证明等其他复杂求解器。 局限性 基准求解器(ModSAT)比经过数十年优化的Kissat等最先进系统更为简单。部分改进反映了基准求解器的相对薄弱。该框架仅暴露七个启发式函数,无法触及在某些数据集上至关重要的顶层预处理参数。在Zamkeller数据集上,参数调整后的Kissat以四倍优势击败了AutoModSAT,因为差距存在于系统无法修改的组件中。 该论文发表于《自然·通讯》(DOI: 10.1038/s41467-026-74949-2),作者为Y. Sun、F. Ye、Z. Chen、K. Wei和S. Cai。 来源 1. Y. Sun, F. Ye, Z. Chen, K. Wei, S. Cai,”Discovering Heuristics in a Complex SAT Solver with Large Language Models,”《自然·通讯》(2026). DOI: 10.1038/s41467-026-74949-2 婷 翻译

July 18, 2026 18:31 UTC
科学

美国糖尿病协会封杀意见文章,《糖尿病护理》主编被逐事件再升级

美国糖尿病协会(ADA)阻止了其旗舰期刊《糖尿病护理》(Diabetes Care)一篇社论和七篇评论文章的出版,这些文章原本计划讨论该期刊主编在6月协会年会上被驱逐的争议事件。这一消息由Ars Technica于7月17日首次披露。 这已是该争议中出现的第二次编辑压制行为。此前,这一事件已引发科学界的广泛谴责。 六月事件回顾 6月5日,在新奥尔良举行的ADA第86届科学会议上,《糖尿病护理》主编史蒂文·E·卡恩博士被警方带出会场。卡恩与其他四名研究人员当时正在分发该期刊数周前发表的一篇经过同行评审的社论重印本。这篇题为《一纸误笔继续拆毁美国生物医学研究》的社论,批评了特朗普政府对美国国立卫生研究院(NIH)经费的削减,以及一项赋予政治任命官员联邦拨款最终决定权的拟议规则。 ADA最初称这是违反会议行为准则的行为,随后又称研究人员违反了美国国税局(IRS)关于501(c)(3)组织活动须保持非政治环境的规定。视频证据显示,研究人员平静地分发材料,未造成任何干扰。 这一驱逐事件引发了一波辞职潮,包括ADA候任主席珍妮弗·格林和科学会议规划委员会主席马克·阿特金森。ADA首席执行官查克·亨德森于6月10日发布视频道歉,并宣布进行独立审查。数百名与会者集体退出主席全体会议以示声援。 最新进展 Ars Technica记者詹妮弗·韦莱特7月17日的报道透露,《糖尿病护理》编辑部原定于7月13日发表一组包括一篇社论和七篇评论文章在内的专题,这些文章将直接讨论6月5日事件以及科学编辑独立性面临的广泛威胁。 这些文章提前送交ADA领导层,编辑部同时提议同步发表ADA的回应。但ADA拒绝发表这些文章。 作为回应,编辑部将全部文章以预印本形式发布在Zenodo(DOI: 10.5281/zenodo.21300053)上,标题为《社群之声:关于美国糖尿病协会第86届科学会议事件》。预印本收录了卡恩、安德森、布瑟、塞尔文、甘农、凯利、赖德、沙茨、阿特金森、赫希、内森和林博等人的投稿。 编辑部写道:”ADA此前已经试图限制编辑自由。”该协会至今未就阻止后续发表作出任何公开解释。 事件意义 此案已成为科学学会与政治压力之间紧张关系的焦点。ADA同时邀请了理查德·沃伊奇克作为主旨发言人出席,他是NIH主任”让美国再次健康”战略的高级顾问。沃伊奇克作为政治任命官员的身份,削弱了会议需要严格保持非政治性的论点。 《英国医学杂志》主编卡姆兰·阿巴西在6月19日的一篇社论中警告说,”损害编辑独立性的医学会将自食其果。”这一事件已被拿来与其他近期期刊编辑因被认为含有政治敏感内容而面临压力的事件相比较。 长期的损害可能是制度性的。《糖尿病护理》的影响因子为22.6,在内分泌与代谢领域排名第六。如果ADA与其编辑领导层的关系被视为受到损害,该期刊的声誉以及该协会的公信力都可能受到冲击。 来源 1. J. Ouellette, “Troubling new details emerge on diabetes journal ouster controversy,” Ars Technica, 2026年7月17日. https://arstechnica.com/science/2026/07/troubling-new-details-emerge-on-diabetes-ouster-controversy/ 2. S.E. Kahn et al., “Community Voices: On the Events of the American Diabetes Association 86th Scientific Sessions,” Zenodo […]

July 18, 2026 13:51 UTC
科学

冷冻16年的睾丸组织移植恢复精子生产

一名10岁时因镰状细胞病化疗前被切除并冷冻睾丸组织的男性,在16年后将该组织移植回体内后,恢复了产生精子的能力。该手术在伦敦举行的欧洲人类生殖与胚胎学学会年会上公布,并以预印本形式发表在medRxiv上,首次在人类中证明青春期前睾丸组织可以长期冷冻保存,并随后用于恢复生育能力。 病例 2008年,布鲁塞尔大学医院的 surgeons 从一名10岁男孩身上切除了一个睾丸,并将其组织冷冻成多个碎片。该男孩即将接受化疗和血液干细胞移植以治疗镰状细胞病,这些治疗通常会破坏负责精子生产的生殖细胞。 十多年后,现已成年的患者在经过两年的监测期后被发现无法产生正常精子。在移植手术中,冷冻了16年的11块组织碎片被移植到剩余的睾丸或阴囊皮下。在成人激素环境中一年后,对移植物进行了检查。 由布鲁塞尔自由大学的Ellen Goossens领导的研究人员发现,多个移植物中存在产生精子的干细胞和活跃精子生产的迹象。在一个样本中,他们发现了一个成熟精子。剩余组织被保存下来,希望将来能收集更多精子用于体外受精。 意义 根据2024年发表在《Human Reproduction Open》上的一项调查,2002年至2022年间,欧洲、澳大利亚和美国16个中心的3000多名男孩冷冻了睾丸组织,希望未来的技术能够让他们使用这些组织。这个病例首次证明了这种方法可以在人类身上奏效。 “这是一项重要突破,”未参与这项工作的爱丁堡大学儿科内分泌学家Rod Mitchell说。”这为面临化疗和放疗等可能影响未来生育能力的治疗的青春期前男孩带来了希望。” 这一成功尤其重要,因为该组织已被冷冻了16年,表明长期冷冻保存并不一定会损害其活力。对于无法在治疗前提供精子样本的年轻男孩来说,组织库一直是唯一的选择,而且它是在没有任何保证的情况下提供的。 局限性与后续步骤 该手术仅产生了一个成熟精子,并未实现功能性妊娠。该精子能否使卵子受精并导致健康怀孕仍有待证明。然而,移植物能够产生精子生产干细胞这一发现表明,通过进一步改进,可以产生可靠的供应。 该研究已在一次会议上公布并以预印本形式发布在medRxiv上,但尚未经过同行评审发表。作者指出,他们在发现单个精子后停止了分析,保留了剩余的移植组织,以便尝试收集更多精子用于未来的体外受精。 来源 1. H. Ledford,”Man’s ability to make sperm restored after testicular tissue transplant: what scientists think,” Nature News,2026年7月17日。https://www.nature.com/articles/d41586-026-02191-3 2. E. Goossens 等,medRxiv 预印本 (2026)。DOI: 10.64898/2026.03.04.26347483 3. K. Duffin 等,”Fertility preservation for prepubertal boys: lessons from a cross-sectional […]

July 18, 2026 10:07 UTC
科学

抗体水平可预测儿童COVID-19感染风险,针对1,509名儿童的研究发现

7月18日发表在《自然·通讯》上的一项大型前瞻性研究首次在儿童中量化了抗体水平与SARS-CoV-2感染风险之间的相关性。这一发现提供了一种生物学指标,可在病毒持续变异的过程中指导加强针接种时机、针对变异株的疫苗更新以及风险评估。 作为CASCADIA项目的一部分,该研究在俄勒冈州和华盛顿州招募了1,509名年龄从6个月至17岁的儿童,从2022年6月至2024年期间通过每周PCR检测和定期血液采样进行跟踪。这一研究设计至关重要:与之前在受控疫苗试验环境中进行的大多数保护相关性研究不同,CASCADIA捕捉了奥密克戎流行期间真实世界条件下的情况,涵盖了不同的免疫背景。 研究发现 研究人员测量了结合抗体滴度(抗核衣壳和抗刺突蛋白抗体)以及针对奥密克戎亚谱系BA.4/5和XBB的中和抗体滴度。在所有儿童年龄组中,较高的抗体水平始终与较低的感染风险相关,无论免疫力来自疫苗接种、既往感染还是两者兼有。 相关性最强的是核衣壳结合抗体的水平,即由自然感染而非仅靶向刺突蛋白的疫苗所产生的抗体。抗核衣壳抗体水平每增加10倍,感染风险大约降低40%。奥密克戎特异性中和抗体是第二强的相关性指标。由疫苗接种和感染共同诱导的刺突蛋白结合抗体提供的保护较为温和,每增加10倍风险降低约13%至20%。 这些发现同时适用于整体感染风险和症状性感染风险,并且在幼儿、学龄儿童和青少年中保持一致。 为何核衣壳抗体最为重要 抗核衣壳(抗N)抗体仅在实际感染后产生,而非由仅靶向刺突蛋白的mRNA疫苗诱导,这一抗体是最具保护性的标志物,这一发现具有实际意义。它表明,疫苗接种与既往感染相结合的混合免疫比单独接种疫苗提供更 robust 的保护,并且抗N抗体水平可作为识别突破感染风险较高儿童的临床工具。 该研究还证实,保护作用并非二元而是分级的:较高的抗体水平,无论其来源如何,均与较低的风险相关。这与免疫系统的记忆是数量化的,而非简单的有或无这一概念一致。 局限性 该研究仅测量了体液免疫,即血液中的抗体。它没有评估T细胞反应、B细胞记忆或粘膜IgA,而所有这些因素已知在保护(特别是针对重症)中发挥着重要作用。该发现基于观察性研究,而非随机试验,且来自奥密克戎时代的单一地理区域。这些结果可能不适用于未来更具免疫逃逸能力的变异株。 多位共同作者报告了与辉瑞、莫德纳、赛诺菲、阿斯利康、默克和GSK等公司的行业联系。 对政策的意义 随着SARS-CoV-2现已成为一种永久性地方性流行病,了解谁在何时面临风险已从紧急应对转变为公共卫生问题。对于儿童,其重症风险通常低于成人,问题已转变为:他们应该以何种频率接种加强针,以及使用何种疫苗? CASCADIA的免疫相关性数据为回答这一问题提供了定量依据。如果儿童的抗N抗体或中和抗体水平低于某一阈值,其感染风险会急剧上升。可测量的阈值可为个体化的加强针接种建议提供依据,尤其适用于患有基础疾病的儿童。 来源 1. K.L. Hoffman, G. Marshall, C. Frivold, Z. Acker, I.S. Arnould, 等, “Immune Correlates of Risk for SARS-CoV-2 Infection in Children: A Prospective, Community-Based Cohort Study,” Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-74684-8 2. CASCADIA研究联盟, 华盛顿大学 / 西雅图儿童研究所 / […]

July 18, 2026 10:04 UTC
科学

欧盟拟放缓碳配额削减速度 工业免费排放权延至2038年

欧盟委员会提出放缓其碳排放交易体系(ETS)下的碳污染配额上限下调速度,并将工业免费配额延长至2038年,较原计划的2034年逐步取消时间推迟了四年。据英国广播公司(BBC)报道,这是自2005年ETS推出以来欧盟首次软化其碳减排立场,此举引发了工业界和环保组织的强烈反应。 ETS通过设定工业和发电厂每年可获得的碳配额总量上限,迫使排放量随上限收紧而下降。现行制度下,上限每年降低4.3%。委员会提议从2031年起将年降幅降至约3.7%,从2036年起进一步降至约1.7%。 对工业而言,最重大的变化是免费配额的延长。目前,许多工业部门可获得部分免费配额,以帮助其与不承担碳成本的外国公司竞争。这些免费配额原定于2034年前逐步取消,部分由进口碳边境调节税取代。委员会现提议将免费配额保留至2038年。 根据改革方案,80%的免费配额将预先分配给承诺在欧洲进行脱碳投资的企业,其余20%将在投资完成后才予发放。 “我们正在采取一种更有利于商业、甚至可以说是更明智的做法,”欧盟气候专员沃普克·霍克斯特拉表示。该提案旨在使ETS与欧盟到2040年将碳排放量在1990年基础上削减90%的更广泛目标保持一致,这一目标并未改变。委员会认为,更温和的减排轨迹将保持欧洲工业的竞争力,同时推动长期转型,尤其是在美国撤销气候法规、中国工业不承担同等碳成本的背景下。 波兰气候部长保利娜·亨尼格-克沃斯卡对软化表示欢迎,但表示波兰将推动进一步弱化。”我们首次看到立场软化而非强化,这对波兰来说是一个巨大成功。不过我们将争取更多。”德国绿党欧洲议会议员米夏埃尔·布洛斯谴责该提案是”巨大的气候污染”,警告放缓减排步伐将降低下一代的生活质量。意大利此前批评ETS是一种事实上的税收,人为维持高能源价格。 该提案仍需获得欧盟成员国和欧洲议会的批准,这一过程可能需要长达一年时间。 ETS是欧盟减少温室气体排放的主要工具,覆盖欧盟总排放量约40%。自2005年启动以来,配额上限推动了工业排放的稳步下降,但批评人士长期以来一直认为,免费配额的分配削弱了创新动力。 此次放缓提议正值欧洲面临一系列复杂压力:俄乌战争后果导致能源价格高企、需要维持相对于美国和中国的工业竞争力、以及到2050年实现净零排放的法律约束力承诺。该提案回答的问题,或根据观察角度不同,所回避的问题,是在不打破政治共识的前提下能否校准脱碳速度。 来源 1. “EU proposes slowing down cuts to carbon emissions for businesses,” BBC新闻, 2026年7月18日。https://www.bbc.co.uk/news/articles/ckgv0zd497zo 婷 翻译

July 18, 2026 09:03 UTC
科学

NASA将支撑梁机翼推向破坏极限,精确锁定失效位置

美国宇航局(NASA)近日将一款”支撑梁机翼”(truss-braced wing)设计推至破坏极限,获得了关于复合材料版本结构失效方式的首批实验数据。这项测试为下一代更具燃油效率的飞机设计提供了关键验证。 NASA的SWEET-15(Structural Wing Experiment Evaluating Truss-bracing)试验件是一架4.57米(15英尺)缩比机翼,按全尺寸设计的翼展和翼弦的18.6%制造。该机翼在NASA兰利研究中心使用ISAAC机器人制造,该机器人2014年引进时是全球仅有的三台同类设备之一,能够沿曲线路径而非直线铺设碳纤维丝束。这种”丝束转向”技术使工程师能够将材料精确布置在载荷需要的位置,从而在其他部位减轻重量。 测试在NASA阿姆斯特朗飞行载荷实验室进行。工程师使用液压作动器逐级弯折机翼,同时光纤传感系统(FOSS)沿结构记录数千个应变测量值。机翼承受了设计极限载荷(飞行中可能遇到的最大力)而未出现任何问题。测试团队继续施压,远超出安全裕度,最终机翼在设计极限载荷的127%时发生破坏。破坏位置位于后缘附近和机翼上蒙皮。 根据NASA研究员Brian H. Mason及其同事在AIAA SciTech会议上发表的2025年技术论文,仅丝束转向一项就使上盖板重量比直纤维设计减轻了6.4%。 此次测试的意义在于,这是首次针对代表性复合材料支撑梁机翼开展破坏验证并获计算机模型准确预测。数据将反馈至计算机模型。连接机翼与主支柱和副支柱的接头,即支撑梁概念的关键传力路径,通过了结构验证,提供了认证级证据,证明该设计满足安全要求。 跨音速支撑梁机翼(TTBW)概念是NASA自2000年代末以来一直在研发的项目,仅机翼一项就旨在实现8%至10%的燃油消耗降低,结合改进型发动机和材料后最高可达30%。X-66A验证机是一架经过大幅改装的MD-90飞机,配51.8米(170英尺)支撑梁机翼,于2023年被NASA选入可持续飞行验证机项目,但波音公司于2025年4月无限期暂停了该项目。 尽管如此,SWEET-15数据仍然直接适用。这些数据还支持了美国航空气候行动计划到2050年实现温室气体净零排放的更广泛目标。如果支撑梁机翼在2030年代投入下一代单通道飞机使用,全球机队每年可减少数百万吨燃油消耗。 来源 1. S. Mann,《NASA Pushes New Wing Design to Find Structural Limits》,NASA Armstrong Flight Research Center,2026年7月17日。https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/armstrong/nasa-pushes-new-wing-design-to-find-structural-limits/ 2. B.H. Mason,E.K. Anderson,A.M. Cardona,C.V. Jutte,& R.A. Larson,《Structural Sizing of a Tow-Steered Truss-Braced Wing Box Test Article (SWEET-15)》,AIAA SciTech 2025。NASA/TM-20240014171。 婷 翻译

July 18, 2026 08:37 UTC
科学

The Perimenopause Hype: MIT Tech Review Warns Against the ‘Cult-Like’ Push for HRT

围绝经期,,绝经前激素水平剧烈波动的数年过渡期,,已成为社交媒体上的热门话题,网红和健康品牌敦促女性识别其症状并寻求治疗。然而,根据《MIT科技评论》一篇深度怀疑的分析文章,许多被当作围绝经期科学兜售的内容经不起推敲。 「根本不存在所谓的围绝经期检测,」国际绝经学会前主席玛丽·安·拉姆斯登告诉该刊。「你无法解读激素测量值,因为它们变化太大。而这完全是正常的。」 这篇由资深健康记者杰西卡·汉泽卢撰写的文章认为,围绝经期的商业化已经超越了证据,催生了一个不受监管的补充剂市场、不必要的处方,以及被过度滥用的诊断标签。 无检测、无定义、无明确诊断 绝经的定义很明确:发生在女性最后一次月经后一年。相比之下,围绝经期则是一个模糊的追溯性诊断。它指的是卵巢激素分泌开始波动的那些年,,但正是这些波动使得通过单一血液检测进行诊断成为不可能。文章指出,潮热、睡眠障碍、情绪变化和阴道干涩等症状确实与围绝经期重叠,但它们也与压力、甲状腺疾病、抑郁症以及其他十几种疾病重叠。 「把35岁以上女性身上所有不愉快的事情都归咎于围绝经期,是没有任何科学依据的,」科罗拉多大学安舒茨分校妇产科教授纳内特·桑托罗说。 HRT的问题 激素替代疗法(HRT)对卵巢已停止分泌雌激素的绝经后女性有效。但在围绝经期女性中,卵巢仍在分泌雌激素,,虽然不规律,但往往处于高水平。拉姆斯登解释说,标准HRT剂量「很可能被女性自身的激素分泌所淹没」,可能导致异常出血和其他并发症。 英国绝经学会前主席保拉·布里格斯将当前对HRT的推动描述为「近乎邪教般」。问题在于,不需要HRT的女性正根据社交媒体趋势而非医学评估要求处方。 没有证据的补充剂 针对围绝经期销售的睾酮补充剂尤其令人担忧。拉姆斯登指出,服用这些补充剂的患者的血液睾酮水平并未升高。「无论她们服用的是什么,那都不是睾酮,」她说。 更广泛地说,文章警告围绝经期标签可能掩盖其他严重疾病。汉泽卢描述了自己的亲身经历,,她最初将骨盆疼痛归因于围绝经期,结果发现是子宫内膜异位症,而HRT实际上可能使这种疾病恶化。 更广阔的图景 文章并不认为围绝经期症状是不真实的,也不认为女性应该默默忍受。相反,它警告说,由商业利益,,补充剂公司、私立诊所和网红,,推动的一刀切叙事可能导致女性要求她们不需要的治疗,并错过她们真正需要的诊断。 「如果你有症状,请寻求医学评估,」汉泽卢总结道。「但不要认定这就是围绝经期,也不要在做出正确诊断之前要求HRT。」 来源 Hamzelou J. “There’s a lot of hype around perimenopause. Don’t buy it.” MIT科技评论,2026年7月17日。全文链接 婷 翻译

July 18, 2026 05:46 UTC
科学

经过20年搜寻,物理学家终于看到大爆炸回波的「尾迹」

在大爆炸后的最初几微秒,宇宙并非由原子甚至质子或中子构成。它是一锅由夸克和胶子(物质的基本组成部分)构成的炽热浓汤,温度之高、密度之大,使得粒子无法独立存在。这锅汤被称为夸克-胶子等离子体(QGP),在宇宙膨胀冷却后的百万分之一秒内便消失了。如今要研究它,物理学家必须重现它:通过将近乎光速的重铅核相互撞击。 经过20年的搜寻,CERN大型强子对撞机的CMS实验终于确认了2004年预言的一种现象,,高能粒子穿透夸克-胶子等离子体时留下的「扩散尾迹」。这一观测结果已被接受在《物理评论快报》上发表,为研究早期宇宙中充满的原始汤的性质提供了新窗口。 什么是尾迹 将QGP想象成一种流体,它如此炽热致密,以至于通常被束缚在质子和中子内部的夸克和胶子都能自由游荡。当高能夸克或胶子(一种「部分子」)在这个等离子体内部产生时,它会撕裂介质,在运动过程中释放能量和动量。这会产生类似于船尾迹的扰动:粒子前方有压缩波,后方则是物质耗尽的区域。这种耗尽,,即喷流相反方向低能粒子的可测量缺失,,就是扩散尾迹。 「扩散尾迹在20多年前就被理论预测到了,但在实验数据中一直难以捕捉,」领导这项分析的伊利诺伊大学芝加哥分校的奥尔加·叶夫多基莫夫教授与博士后拉古纳特·普拉丹共同表示。 统计问题 寻找尾迹的困难不在于它是否存在,,理论认为它必然存在,,而在于能否从压倒性的背景噪声中提取出信号。每次LHC的铅-铅碰撞都会产生数千个粒子。其中,尾迹的信号极其微小:横动量在1到2 GeV之间的带电粒子出现细微缺失,其能量仅为喷流本身的约千分之一。 此前LHC上ATLAS实验利用光子-喷流事件的尝试一无所获,只得到了可能存在量的上限。CMS团队通过采用不同的方法取得了成功:双喷流事件,即从一次硬散射中产生两个背靠背的喷流。双喷流事件的发生频率远高于光子-喷流事件,提供了提取信号所需的统计能力。 团队比较了铅-铅(PbPb)和质子-质子(pp)碰撞中的双喷流-强子关联,两者均在质心能量5.02 TeV下记录。通过选择两个喷流沿探测器纵轴方向相距很远的事件,并减去喷流彼此靠近的事件的影响,扩散尾迹信号显现出来。其统计显著性超过了5个标准差,达到了粒子物理学中发现的黄金标准。 通往早期宇宙的窗口 QGP每次碰撞仅存在约10^-23秒,但研究其性质能让物理学家了解大爆炸后最初瞬间物质的行为方式。「观测并量化QGP扩散尾迹为夸克-胶子等离子体特性和动力学的新型精密表征打开了大门,」普拉丹说,「并有望为早期宇宙的演化带来新的洞见。」 尾迹信号在最中心的碰撞中最强,此时QGP最大也最热,而在产生等离子体较少的外围碰撞中则消失。信号在1-2 GeV范围的带电粒子中最清晰,在2到4 GeV之间也观测到了较小但仍然显著的信号。 局限与张力 包含尾迹效应的现有理论模型,,HYBRID模型和CoLBT-hydro模型,,都预测了观测到的耗尽现象,但高估了其幅度。这意味着对QGP如何响应高能喷流的理论理解仍不完整。没有模型能完美匹配数据,这为改进留下了空间。 此前ATLAS利用光子-喷流事件对同一现象的搜索(Phys. Rev. C 111, 044909, 2025)只得到了上限。CMS团队使用双喷流方法的成功表明,光子-喷流方法的灵敏度不够,双喷流事件提供了显著更强的统计能力。 下一步计划 随着LHC第三轮运行于2026年6月29日结束,CMS探测器现已进入第三次长期停机,期间LHC将为预计2030年开始的第四轮运行进行升级。来自更高亮度碰撞的新数据将能更精确地测量尾迹及其性质。未来的工作还可能在不同能量和不同碰撞系统下探测尾迹,从而可能揭示QGP行为的新方面。 题为「利用重离子碰撞中的双喷流观测喷流扩散尾迹」的论文由CMS合作组(A. Hayrapetyan 等)撰写,已被接受在《物理评论快报》上发表。预印本可在arXiv: 2602.19431 (nucl-ex)上获取。 来源 1. CMS合作组, “Observation of the jet diffusion wake using dijets in heavy-ion collisions,” 已被《物理评论快报》接受, arXiv:2602.19431 (2026). DOI: 10.1103/g49y-8cjl 2. CMS实验新闻文章, “In the wake […]

July 18, 2026 05:34 UTC
科学

AI设计的CRISPR剪刀超越自然:合成核酸酶比野生型高效50%

基因编辑革命可能即将迎来一次强大的升级,,不是通过发现新的天然酶,而是从头设计一种。由诺贝尔奖得主Jennifer Doudna领导的加州大学伯克利分校创新基因组学研究所的研究人员利用人工智能,创造了比自然界产生的任何酶都更高效的合成版CRISPR酶。 这项发表在《科学》杂志上的研究聚焦于TnpB蛋白,即CRISPR-Cas12家族的古老进化祖先。这些是超紧凑的核酸酶,长约400个氨基酸,小到足以通过AAV载体递送用于基因治疗。但天然TnpB存在一个问题:它们在人类细胞中效率低下,通常编辑率远低于30%。 AI方法 研究团队使用了ESM逆向折叠(ESM-IF1),这是一种最初在Meta AI开发的结构引导蛋白质设计模型。给定目标3D蛋白质结构,该模型预测应折叠成该形状的氨基酸序列。但团队增加了一个关键约束:他们屏蔽了核酸界面处功能关键的残基,根据在16,335个TnpB序列上训练的Potts模型的进化保守数据将其固定。 “如果没有这些约束,AI可能会生成一个完美折叠但根本无法结合DNA或RNA的蛋白质,”该研究的共同第一作者Petr Skopintsev说。 从Deinococcus radiodurans的ISDra2 TnpB骨架出发,AI生成了数千个候选序列。在E. coli中测试的1,980个设计中,466个(24%)是功能性核酸酶,约8%超过了野生型活性。排名前九的变体,,SynTnpB v1至v9,,在人类和植物细胞中进行了测试。 在人类细胞中的表现 最佳变体SynTnpB v1和v5在人类胚胎肾(HEK293T)细胞中显示出显著改善。在BFP报告基因位点,野生型ISDra2 TnpB实现了约28%的编辑。SynTnpB v5达到了50%。在内源EMX1位点,改善幅度为3.8倍。在其他多个位点,,RUNX1,NIBAN1,AGBL1,,合成变体持续优于天然酶,实现了20%至35%的编辑率,而野生型仅为个位数。 合成蛋白与其天然对应物显著不同。SynTnpB变体与天然ISDra2 TnpB之间的序列同一性仅为50%至60%,使其本质上成为一个新的蛋白质家族。冷冻电镜证实,AI设计的蛋白质折叠成预测结构,在RNA-DNA界面形成新的稳定化接触。 这些变体在植物细胞(Arabidopsis thaliana原生质体)中也有效,在大多数目标位点上优于野生型TnpB。 仍落后于Cas9 SynTnpB变体的效率仍然低于优化的Cas9系统,后者在人类细胞中常规超过80%的编辑率。但它们的小尺寸(约45千道尔顿,而Cas9为160 kDa)为基因治疗提供了递送优势,因为AAV载体的载荷能力有限。 PAM(在TnpB术语中为TAM)仍然是一个限制:合成变体仍然识别5核苷酸的TTGAT基序,这限制了可靶向序列的范围。研究人员指出,未来的工作可能会改造PAM特异性。脱靶效应也各不相同,v5和v7显示出比野生型更多的脱靶位点。 来源 Skopintsev P, Esain-Garcia I, DeTurk EC, 等。”Structure and evolution-guided design of minimal RNA-guided nucleases。”《科学》393(6808):313-318,2026年。DOI:10.1126/science.aed6123 《自然》新闻:CRISPR gets a power boost from AI-designed molecular scissors 婷 翻译

July 18, 2026 05:29 UTC
科学

为什么日本旧石器时代应在人类横跨亚洲的扩张故事中占据核心地位

当西方考古学家讲述早期人类如何横跨亚洲传播的故事时,日本列岛通常只作为脚注出现,,如果它出现的话。埃克塞特大学Robin Dennell在《自然·通讯》上发表的一篇新评论文章认为,这种忽视是一个重大疏忽。Dennell指出,日本拥有世界上最丰富、年代最确切的旧石器时代记录之一,其特点挑战了关于早期人类能力的几个基本假设。 “日本在关于人类横跨亚洲扩张的西方叙事中,值得比迄今为止所获得的更多关注,”Dennell写道。”它拥有超过10,000个旧石器时代遗址,其中许多年代明确,并提供了更新世航海和长距离交换网络的优秀范例。” 三个时期,一个丰富的记录 日本旧石器时代分为三个年代明确的时期。早期旧石器时代开始于大约38,000年前,当时第一批人类从朝鲜半岛横渡对马海峡,,在冰川期海平面下降、海峡宽度缩小到约20公里时,横渡变得更容易。中期旧石器时代开始于约29,000年前,晚期旧石器时代从约25,000年到16,000年前。 每个时期都显示出独特的工具技术。梯形石器,,装柄的投射尖状器,可能是东亚最早的弓箭技术证据,,贯穿始终出现。磨刃石斧出现在最早的地层,在日本和澳大利亚均有发现,但在欧亚大陆其他地区几乎不存在。而陷阱坑,,桶形坑洞,约一米深、两米宽,沿山坡成排挖掘用于驱赶猎物,,是日本独有的。已知最古老的陷阱坑位于种子岛的立切遗址,年代约为35,000年前。 航海与黑曜石交换 日本的殖民需要从朝鲜半岛横渡海洋,但随后的黑曜石交换网络更令人印象深刻。日本有超过70个已知的黑曜石产地,超过80,000件分析物品记录了一个网络:到38,000年前,黑曜石已从距本州海岸45公里的神津岛运输,,单程航行六到七个小时。更引人注目的是,九州腰岳的黑曜石被运过对马海峡到达朝鲜半岛,距离达350公里。 琉球群岛的殖民可以说是最令人印象深刻的壮举。黑潮,,世界上最强的洋流之一,,使返航基本不可能。可能的路线是从台湾到与那国岛(105公里),然后经过西表岛、宫古岛,最后到达冲绳,这是一次220公里的公海横渡。冲绳在大约36,000年前被殖民。 最早的动物迁移 在冲绳的崎田洞窟,第二层,,年代测定在距今19,635至23,425年之间,,包含野猪(Sus scrofa)的骨骼。这些动物并非冲绳本土物种。Dennell认为这代表了人类有意的迁移,可能是已知最早的人类有意将动物转移到新环境的例子。 通往美洲的跳板 Dennell还提出了日本可能是美洲殖民起点的可能性。古萨哈林-北海道-千岛陆块在冰河期与西伯利亚大陆相连。从那里,沿千岛群岛和阿留申群岛的路线将连接北美海岸,沿着资源丰富的”海藻高速公路”。爱达荷州的库珀斯费里遗址年代在16,560至15,280年前,早于无冰走廊的开放,表明了一条沿海迁徙路线,,而日本正位于该路线的西端。 来源 Dennell R。”The Japanese Palaeolithic deserves more attention in Western narratives about human expansion across Asia。” Nature Communications 17:6387,2026。DOI:10.1038/s41467-026-74116-7 婷 翻译

July 18, 2026 04:23 UTC
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