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自然(20220407出版)一周论文导读

3月15日 长歌行投稿
  编译李言
  Nature,7April2022,Volume604Issue7904
  《自然》2022年4月7日,第604卷,7904期
  天文学Astronomy
  UVabsorptionbysilicatecloudprecursorsinultrahotJupiterWASP178b
  木星大小的高温行星WASP178b中硅酸盐云前驱体对紫外线的吸收
  作者:JoshuaD。Lothringer,DavidK。Sing,ZafarRustamkulov,HannahR。Wakeford,KevinB。Stevenson,NikolayNikolov,PanayotisLavvas,JessicaJ。SpakeAutumnT。Winch
  链接:
  https:www。nature。comarticless41586022044532
  摘要:
  在此,我们报道了木星大小的高温行星WASP178b(约2450K)的近紫外透射光谱,它显示了大量的吸收。贝叶斯反演表明存在含硅和镁的气态耐火物质,它们是低温下凝结云的前兆。
  据先前研究,一氧化硅此前未曾在系外行星中探测到,但WASP178b中一氧化硅的含量与理论预期一致,即高温下的主要硅元素来源。这些使我们能重新解释HATP41b和WASP121b此前没有考虑一氧化硅的观测结果,表明硅酸盐云的形成开始于1950到2450K之间的平衡温度的系外行星。
  Abstract:
  HerewereportthenearultraviolettransmissionspectrumoftheultrahotJupiterWASP178b(approximately2,450K),whichexhibitssubstantialabsorption。Bayesianretrievalsindicatethepresenceofgaseousrefractoryspeciescontainingsiliconandmagnesium,whicharetheprecursorstocondensatecloudsatlowertemperatures。SiO,inparticular,hasnotpreviously,toourknowledge,beendetectedinexoplanets,butthepresenceofSiOinWASP178bisconsistentwiththeoreticalexpectationsasthedominantSibearingspeciesathightemperatures。TheseobservationsallowustoreinterpretpreviousobservationsofHATP41bandWASP121bthatdidnotconsiderSiO,tosuggestthatsilicatecloudformationbeginsonexoplanetswithequilibriumtemperaturesbetween1,950and2,450K。
  物理学Physics
  SearchforMajorananeutrinosexploitingmillikelvincryogenicswithCUORE
  利用极低温环境晶体寻找马约拉纳中微子
  作者:TheCUORECollaboration
  链接:
  https:www。nature。comarticless41586022044974
  摘要
  在此,我们展示了最新的低温器和CUORE实验对130Te晶体中无中微子双贝塔衰变的搜索结果。CUORE实验的运行温度仅比绝对零度高10毫微,它在三个方面提高了将技术前沿:超低温度下的质量、运行寿命和低温基础设施产生的低水平电离辐射。
  结果表明,无中微子双贝塔在90的可信区间内没有出现衰变现象,且其半衰期下限为2。21025年。我们讨论了CUORE在其他领域的潜在应用进展,如直接暗物质、中微子和核物理搜索以及大规模量子计算,这得益于在低放射性、超低温低温环境中持续运行的大规模有效载荷。
  Abstract
  Hereweshowresultsfromthesearchfor0decayof130Te,usingthelatestadvancedcryogeniccalorimeterswiththeCUOREexperiment。CUORE,operatingjust10millikelvinaboveabsolutezero,haspushedthestateoftheartonthreefrontiers:thesheermassheldatsuchultralowtemperatures,operationallongevity,andthelowlevelsofionizingradiationemanatingfromthecryogenicinfrastructure。Wefindnoevidencefor0decayandsetalowerboundoftheprocesshalflifeas2。21025yearsata90percentcredibilityinterval。WediscusspotentialapplicationsoftheadvancesmadewithCUOREtootherfieldssuchasdirectdarkmatter,neutrinoandnuclearphysicssearchesandlargescalequantumcomputing,whichcanbenefitfromsustainedoperationoflargepayloadsinalowradioactivity,ultralowtemperaturecryogenicenvironment。
  材料科学MaterialScience
  Chargedensitywavedrivenelectronicnematicityinakagomesuperconductor
  笼目超导体中发现新型电子向列相
  作者:LinpengNie,KuanglvSun,WanruMa,DianwuSong,LixuanZhengetal。
  链接:
  https:www。nature。comarticless41586022044938
  摘要
  我们通过弹性电阻、核磁共振(NMR)和扫描隧道显微镜光谱(STMS)三种技术的结合,发现了笼目超导体CsV3Sb5中存在电子向列相的证据。随温度变化的弹性电阻系数(m11m12和核磁共振谱表明,2a02a0超级单体由于面外调制而产生C2结构畸变,在电荷密度波跃迁(约94开尔文)下方会出现相当大的向列波动,最后在35开尔文以下会出现向列跃迁。
  STM实验实现了C2结构固定的长程向列向转变温度以下的向列相,提出了一种由threestatePotts模型描述的新型向列相。
  Abstract
  HerewereportevidencefortheexistenceofelectronicnematicityinCsV3Sb5,usingacombinationofelastoresistancemeasurements,nuclearmagneticresonance(NMR)andscanningtunnellingmicroscopyspectroscopy(STMS)。Thetemperaturedependentelastoresistancecoefficient(m11minusm12)andNMRspectrademonstratethat,besidesaC2structuraldistortionofthe2a02a0supercellowingtooutofplanemodulation,considerablenematicfluctuationsemergeimmediatelybelowtheCDWtransition(approximately94kelvin)andfinallyanematictransitionoccursbelowabout35kelvin。TheSTMexperimentdirectlyvisualizestheC2structurepinnedlongrangenematicorderbelowthenematictransitiontemperature,suggestinganovelnematicitydescribedbyathreestatePottsmodel。
  UltrathinferroicHfO2ZrO2superlatticegatestackforadvancedtransistors
  可用于先进晶体管的超薄铁质HfO2ZrO2超晶格栅叠层
  作者:SurajS。Cheema,NirmaanShanker,LiChenWang,ChengHsiangHsuetal。
  链接:
  https:www。nature。comarticless41586022044256
  摘要
  在此,我们报告HfO2ZrO2超晶格异质结构作为栅叠层,通过混合铁电性反铁电性顺序稳定,直接集成到Si晶体管上,并缩小到大约20埃,与高性能晶体管所需的栅极氧化厚度相同。金属氧化物半导体电容器的整体等效氧化层厚度相当于6。5埃的二氧化硅有效厚度。
  在传统的HfO2基高介电常数栅极堆中,如果不清除表面的二氧化硅,就无法获得如此低的有效氧化层厚度和由此产生的大电容,这对电子传输和栅极漏电流有不利影响。因此,我们的栅极堆栈不需要这样清除即可提供更低的泄漏电流和无迁移率退化。
  Abstract
  HerewereportHfO2ZrO2superlatticeheterostructuresasagatestack,stabilizedwithmixedferroelectricantiferroelectricorder,directlyintegratedontoSitransistors,andscaleddowntoapproximately20ngstrms,thesamegateoxidethicknessrequiredforhighperformancetransistors。TheoverallequivalentoxidethicknessinmetaloxidesemiconductorcapacitorsisequivalenttoaneffectiveSiO2thicknessofapproximately6。5ngstrms。SuchaloweffectiveoxidethicknessandtheresultinglargecapacitancecannotbeachievedinconventionalHfO2basedhighdielectricconstantgatestackswithoutscavengingtheinterfacialSiO2,whichhasadverseeffectsontheelectrontransportandgateleakagecurrent。Accordingly,ourgatestacks,whichdonotrequiresuchscavenging,providesubstantiallylowerleakagecurrentandnomobilitydegradation。
  生物学Biology
  Astablehippocampalcodeinfreelyflyingbats
  自由飞行蝙蝠体内稳定的海马编码
  作者:WilliamA。LibertiIII,TobiasA。Schmid,AngeloForli,MadeleineSnyderMichaelM。Yartsev
  链接:
  https:www。nature。comarticless41586022045600
  摘要
  在此,我们使用无线钙成像技术来纵向监测自由飞行的蝙蝠背部CA1海马神经元的活动,它们在熟悉的环境中进行高度可重复性的飞行。我们发现大多数神经元的参与和空间选择性在数天和数周内保持稳定。我们还发现,调谐的明显变化在很大程度上可以归因于蝙蝠飞行行为的变化。
  最后,我们发现,在相同的环境中,蝙蝠在不同的房间照明条件下(开灯和关灯)飞行时,飞行行为发生了巨大的变化,这可能会给人一种神经元不稳定的错觉。
  然而,在不同条件下比较相似的飞行路径时,海马编码的稳定性持续存在。综上所述,我们发现如果把行为考虑在内,潜在的海马编码在几天内和跨环境中都是高度稳定的。
  Abstract
  HereweusedwirelesscalciumimagingtolongitudinallymonitortheactivityofdorsalCA1hippocampalneuronsinfreelyflyingbatsperforminghighlyreproducibleflightsinafamiliarenvironment。Wefindthatboththeparticipationandthespatialselectivityofmostneuronsremainstableoverdaysandweeks。Wealsofindthatapparentchangesintuningcanbelargelyattributedtovariationsintheflightbehaviourofthebats。Finally,weshowthatbatsnavigatinginthesameenvironmentunderdifferentroomlightingconditions(lightsonversuslightsoff)exhibitsubstantialchangesinflightbehaviourthatcangivetheillusionofneuronalinstability。However,whensimilarflightpathsarecomparedacrossconditions,thestabilityofthehippocampalcodepersists。Takentogether,weshowthattheunderlyinghippocampalcodeishighlystableoverdaysandacrosscontextsifbehaviouristakenintoaccount。
  神经科学Neurosciences
  Entropyofcitystreetnetworkslinkedtofuturespatialnavigationability
  与未来空间导航能力相关的城市街道网络熵
  作者:A。Coutrot,E。Manley,S。Goodroe,C。Gahnstrom,G。Filomena,D。Yesiltepe,R。C。Dalton,J。M。Wiener,C。Hlscher,M。HornbergerH。J。Spiers
  链接:
  https:www。nature。comarticless41586022044867
  摘要
  在此,我们使用一个嵌入在电子游戏中的认知任务来测量来自世界38个国家的397162人的非语言空间导航能力。总的来说,我们发现在非城市地区长大的人更擅长导航。更具体地说,人们更善于在与他们成长的地方拓扑相似的环境中导航。
  生长在较低的城市街道网络熵(如芝加哥)的人在布局规则的电子游戏中有较好表现,而成长在城市以外地区或更高的街道网络熵(如布拉格)的人在熵值较高的视频游戏上表现更好。
  这为环境在全球范围内对人类认知的影响提供了证据,并强调了城市设计在人类认知和大脑功能中的重要性。
  Abstract
  Hereweusedacognitivetaskembeddedinavideogametomeasurenonverbalspatialnavigationabilityin397,162peoplefrom38countriesacrosstheworld。Overall,wefoundthatpeoplewhogrewupoutsidecitieswerebetteratnavigation。Morespecifically,peoplewerebetteratnavigatinginenvironmentsthatweretopologicallysimilartowheretheygrewup。Growingupincitieswithalowstreetnetworkentropy(forexample,Chicago)ledtobetterresultsatvideogamelevelswitharegularlayout,whereasgrowingupoutsidecitiesorincitieswithahigherstreetnetworkentropy(forexample,Prague)ledtobetterresultsatmoreentropicvideogamelevels。Thisprovidesevidenceoftheeffectoftheenvironmentonhumancognitiononaglobalscale,andhighlightstheimportanceofurbandesigninhumancognitionandbrainfunction
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