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· 物理學 ·
已知最高能中微子現身
中微子是一種基本粒子，極少與物質中的亞原子成分（如質子和中子）發生相互作用。因此，宇宙中微子很難檢測，需要使用數千臺高靈敏度“相機”，將它們嵌入如冰和水這樣的大型透明物質。當高能中微子在探測器附近發生相互作用，它們會產生帶電粒子，發出光輻射。最近，歐洲立方千米中微子望遠鏡（KM3NeT）合作專案在《自然》（Nature）上報告稱，檢測到了迄今發現的最高能宇宙中微子，其能量估計比此前檢測到的任何中微子高約30倍。
該望遠鏡由兩個搜尋此類訊號的探測器ARCA和ORCA組成，分別位於義大利西西里島和法國普羅旺斯附近的地中海底3450米和2450米深處。KM3NeT合作專案在望遠鏡建設期間分析了其資料。2023年2月13日，ARCA探測器發現了一個高能繆子的訊號。研究者估計，這一粒子能量在約120拍電子伏（PeV；1 PeV是十千萬億電子伏特）。他們提出，產生這個繆子的中微子能量甚至更高，約為220拍電子伏。考慮到探測器的深度和繆子幾乎水平的方向，他們總結說這個中微子極可能來自宇宙，但其準確來源尚不明確。他們還提出了一種可能，即這種中微子可能會是所謂“宇生”中微子，來自宇宙射線和宇宙微波背景光子的相互作用。（Nature）
· 古生物·
中國科學家發現已知最古老短尾鳥類
影片來源：Ren Wenyu
在鳥類的早期演化中，短尾可作為演化創新的一個標誌，影響生物學的各個方面，包括體重分佈和飛行機制。侏羅紀時期鳥類化石記錄稀少，始祖鳥（Archaeopteryx）是該時期僅有得到廣泛接受的原始鳥類。但它更接近恐龍而非鳥類，例如它有牙齒和長尾。本週《自然》（Nature）的一篇論文描述了在中國發現的已知最古老短尾鳥類。這一新發現物種生活在侏羅紀晚期，大約與長尾的始祖鳥同時代，將鳥類失去長尾的時間往前推移了近2000萬年。
研究團隊報告了在中國福建省政和生物群發現的一種新化石鳥類，其年代可追溯至侏羅紀末期（約1.499億~1.502億年前）。新物種被命名為政和八閩鳥（Baminornis zhenghensis，其中“八閩”為福建古稱。）八閩鳥有獨特的短尾特徵，與現代鳥類相似，與始祖鳥的長尾截然不同。這一特徵使八閩鳥成為迄今已知唯一（也是最古老）的侏羅紀短尾鳥類，將這一鳥類特徵的出現向前推了近2000萬年。八閩鳥的發現凸顯出鳥類在晚侏羅世的多樣性，揭示出鳥類演化的一個關鍵階段。（Nature）
· 新能源·
可完全回收的下一代太陽能電池
瑞典林雪平大學研究人員開發了一種無需使用對環境有害的溶劑，即可反覆回收鈣鈦礦太陽能電池所有部件的方法。（圖片來源：Thor Balkhed）
長期以來，太陽能一直被認為具有巨大的潛力，基於矽的太陽能電池已經在市場上銷售了30多年。但目前無法有效處理使用後的太陽能電池，它們最終會進入垃圾填埋場，成為堆積如山的電子垃圾。現在，對於下一代太陽能電池，其中最有前途的是鈣鈦礦太陽能電池。鈣鈦礦太陽能電池成本較低、易於製造、重量輕、有柔性且透明，並且它們已經可以將高達25%的太陽能轉化為電能，與今天的矽太陽能電池相當。但這種太陽能電池目前壽命仍較短，且含有少量的鉛，它們的高效回收以避免被大量填埋就顯得格外重要。
對此，瑞典林雪平大學的研究者開發了一種回收太陽能電池的方法，將水作為主要溶劑來溶解鈣鈦礦，而不是通常使用的對環境有害的溶劑，比如有毒的二甲基甲醯胺。更重要的是，這種技術還可以再從水溶液中回收高質量的鈣鈦礦，以及玻璃、電極、電荷傳輸層等所有部件。而且回收效率可高達99%，回收後的鈣鈦礦太陽能電池的效率也與原始太陽能電池相當。接下來，研究者計劃實現這種技術的規模化應用。相關研究發表於《自然》（Nature）。（林雪平大學）
· 數學·
本科生推翻40年經典數學猜想
雜湊表（Hash Table）是計算機科學中廣泛應用的資料結構。1985年，計算機科學家姚期智提出了一項猜想，認為在特定型別的雜湊表中，查詢單個元素或空位的最佳方法是隨機遍歷潛在位置，並且在最壞的情況，查詢和插入時間無法優於填充度 x（即表中剩餘空位的倒數）。這一觀點在過去40年間被廣泛接受，成為計算機科學的基本理論。然而，最近一位研究者在本科期間的工作推翻了這一假設。
研究者在研究微型指標（Tiny Pointers）時，意外設計出了一種全新的雜湊表結構。這種雜湊表不再依賴傳統的隨機遍歷（uniform probing），而採用了一種新的資料儲存方式。研究結果表明，其最壞情況查詢時間由x降至（log x）²，直接推翻了姚期智的猜想。此外，研究還發現，在非貪心雜湊表（non-greedy hash tables）中，查詢的平均時間甚至可以不受填充度影響，始終保持恆定。研究還引入了“彈性雜湊”（Elastic Hashing）和“漏斗雜湊”（Funnel Hashing）等新方法，最佳化不同場景下的雜湊表效能。值得一提的是，這位研究者表示自己之所以沒有囿於傳統的想法，是因為他當時並不知道姚期智猜想，最終“幸運地”解決了這個經典問題。（Quanta Magazine）
· 微生物學·
性微生物組或成法醫新武器
在針對性侵的刑事調查中，通常會對女性生殖器進行DNA分析，目的是檢測施暴者精子的存在以證明性行為的發生。然而，當未檢測到精子時（例如施暴者使用避孕套），這類檢測通常是無效的。2月13日，《交叉科學》（iScience）的研究表明，在性行為過程中，細菌會在雙方個體之間傳播，並且這些細菌可以追溯到性伴侶獨特的生殖道微生物群。
在這項研究中，研究人員證實，男性和女性的生殖器區域都有獨特的細菌種群。他們招募了12對一夫一妻的異性伴侶，調查這些細菌是否會在性交過程中轉移，包括在使用避孕套的情況下。在研究開始時，每位參與者使用拭子收集了生殖器微生物組樣本。研究人員使用RNA測序確定了存在哪些細菌菌株，直至亞種水平，並確定了每個參與者的微生物特徵。然後，參與者被要求在不同的時間內（從2天到14天）禁慾，然後再進行性交。之後，再次從每個人的生殖器微生物組中收集樣本。分析表明，參與者的獨特細菌特徵可以在性交後的性伴侶樣本中被識別出來。其中3對夫婦報告使用了避孕套。分析發現，雖然這確實對微生物的轉移有一定影響，但並沒有完全抑制轉移。研究者指出，對這些生殖器微生物（他們稱之為性微生物組）的分析，或將成為識別性侵施暴者的新手段。（Cell Press）
撰寫：克里斯、王怡博、二七
編輯：二七