最重原子精确测量首次完成 等

据德国耶拿·弗里德里希·席勒大学官网1月25日报道，包括该校科学家在内的一个国际研究团队首次对已知最重的高度离子化原子类氦铀进行了超精确X射线光谱测量。他们成功在最重原子核的超强库仑场中，解开并分别测试了单电子双环和双电子的量子电动力学效应。这项研究有助揭示一个长久以来的秘密：在物质最内部，是什么将世界紧密维系在一起。相关论文发表于1月24日出版的《自然》杂志。

来自波兰、法国、葡萄牙和德国的科学家参与了此次实验。研究人员指出，此次实验的特殊部分是对最重稳定原子开展测量，重点是其电子在不同轨道之间的跃迁。

实验在德国亥姆霍兹重离子研究中心（GSI）/国际反质子与离子研究装置上进行。这是几个欧洲国家共同使用的粒子加速器复合体，包括一个周长超过100米的离子储存环和一个超过1公里的加速器。

在整个测量过程中，研究团队首先蒸发铀，并将其运行速度加速到光速的40%左右。随后，他们将得到的材料通过一种特殊的薄膜输送，并让其在这个过程中失去电子。获得加速的电子被引导到一个存储环内，并在此处围绕一条圆形路径“狂奔”。

这些自由电子通过光谱仪每秒闪烁5 000万次，偶尔他们可使用专用的布拉格晶体光谱仪测量电子跃迁。这种特殊弯曲光谱仪的关键是由锗元素制成的特殊弯曲晶体，晶体像纸张一样纤薄，放在一个特殊的玻璃模具内。

研究团队表示，当测量原子序數为1的氢原子时，他们可将电子跃迁精确测量到小数点后13位。对于原子序数为92的铀，测量已精确到小数点后5位。

（来源：科技日报）

迄今最高能效量子点

太阳能电池面世

科技日报1月31日报道，韩国蔚山科学技术院科学家借助新配体交换技术，合成出基于有机阳离子的钙钛矿量子点（PQD），开发出迄今能效最高的量子点太阳能电池。这种新型太阳能电池即使储能两年多，效率仍不变，表现出非凡的稳定性。相关论文发表于最新一期《自然·能源》杂志。

量子点是半导体纳米晶体，尺寸从几纳米到几十纳米不等。科学家可根据颗粒大小控制其光电性能。PQD具有卓越的光电特性，只需简单喷涂或使用溶剂，无需在衬底上生长，制造过程简单且高效，因此引发极大关注。

但用量子点制造太阳能电池需要借助一种配体交换技术，以减少量子点之间的距离。配体交换是一种将大分子（如配体受体）结合到量子点表面的过程。在这方面，PQD面临极大挑战，包括在替代过程中，其晶体和表面会出现缺陷等。因此，目前PQD太阳能电池的最高效率为16%。

在最新研究中，团队采用了基于烷基碘化铵的配体交换策略，用具有良好太阳能利用率的有机PQD替代配体，制造出具有缺陷可控的量子点光活性层。在此基础上开发的量子点太阳能电池能效高达18.1%。美国国家可再生能源实验室认定其为迄今已知能效最高的量子点太阳能电池。即使储能两年多，这种新型电池的性能也保持不变，具有非凡的稳定性。

研究团队指出，以前对量子点太阳能电池的研究主要采用无机PQD。最新研究解决了与有机PQD相关的问题，未来有望催生更多量子点太阳能电池新产品。

（来源：科技日报）

新型纳米腔重新定义光子极限

一个由欧洲和以色列物理学家组成的团队在量子纳米光子学领域取得重大突破。他们引入了一种新型的极化子腔，并重新定义了光子限制的极限。2月6日发表在《自然·材料》杂志上的论文详细介绍了这项开创性的工作，展示了一种限制光子的非常规方法，克服了纳米光子学的传统限制。

物理学家长期以来一直在寻找将光子压缩得越来越小的方法。光子的空间尺度是波长。当一个光子被强迫进入一个比波长小得多的腔体时，它实际上变得更加“集中”。这增强了光子与电子的相互作用，放大了腔内的量子过程。然而，尽管科学家在将光子体积限制在深亚波长范围方面取得了巨大成功，但耗散的影响仍然是一个主要障碍。纳米腔中的光子被吸收得非常快，这种耗散限制了纳米腔在一些量子应用中的适用性。

研究团队此次创造了具有突破以往的亚波长体积和寿命的纳米腔。这些纳米腔的面积小于100×100平方纳米，厚度仅为3纳米，限制光的时间要长得多。其关键在于双曲声子极化激元的使用，这种独特的电磁激励发生在形成空腔的二维材料中。

与以前不同，此次研究利用了一种新的间接限制机制。研究人员在金衬底上钻了纳米腔。打孔后，他们将二维材料六方氮化硼转移到金衬底上方。六方氮化硼可帮助实现双曲声子极化激元的电磁激励过程。当极化子从金衬底边缘上方通过时，它们会受到强烈的反射，从而受到限制。因此，这种方法避免了对六方氮化硼的直接塑造，同时保持了其原始质量，从而在腔内实现高度受限和长寿命的光子。

这一成果为量子光学的新应用和进步打开了大门，打破了此前认为的光子限制极限。下一步，研究人员打算利用这些空腔来观察之前被认为不可能的量子效应，进一步研究双曲声子极化激元行为的有趣而违反直觉的物理学原理。

（来源：科技日报）

全国首个5G-A规模组网

示范完成

记者1月25日获悉，北京联通携手华为完成5G-A规模组网示范，实现北京市中心金融街、历史建筑长话大楼、大型综合性体育场北京工人体育场3个重点场景的连片覆盖。

实际路测结果显示，5G-A用户下行峰值速率达到10Gbps，连续性体验超过5Gbps，并成功展示了高低频协同、室外及室内5G-A设备灵活部署，完成了裸眼3D、超高清浅压缩实时制作系统、扩展现实（XR）分离渲染等应用。这是全国首个5G-A规模组网示范。

考虑到未来5G-A商用可能存在连片点状部署的特点，此次示范还重点增加了在非连续覆盖情况下的高低频协同过程，切换时用户无感，业务顺畅进行。

随着XR产业生态的成熟、人工智能生成内容和5G终端的融合、5G应用在企事业单位的规模应用，直播经济、物联经济、行业数字化转型等进入发展快车道，其对网络上下行的用户连接数、速率和时延等都提出了更高要求。此次示范充分展示了5G-A对媒体等行业数字化变革的网络赋能能力，为5G-A网络及其相关应用的规模复制提供了可借鉴经验。

（来源：科技日报）

我国新型城际市域智能列车

上线运营

1月24日，中车青岛四方机车车辆股份有限公司（以下简称“中车四方股份公司”）自主研制的新型城际市域智能列车CINOVA2.0投入载客运营，服务武鄂黄黄都市圈城际铁路“新城快线”。这是该型城际市域列车首次上线运营。

作为我国城际市域列车的全新升级版，该车实现行车、旅服、运维等全运用场景智能化，被称为“都市圈里的智行使者”。

中车四方股份公司主任设计师林森介绍，此次上线运营的新型城际市域智能列车搭载30多项智能化配置，在国内城际市域列车领域首次采用智能辅助驾驶技术，能够向司机自动推送最优牵引策略和驾驶建议，降低牵引能耗。列车最高运行时速200公里，全车设有2 000多项监测点，比既有列车增加1倍，同时搭载130多个故障预测模型，实现列车状态全面自感知、故障自诊断、维护自决策，大幅提升车辆运用维护的智能化水平。

“列车车头采用低阻力流线型设计，车体进行平顺化处理，应用碳纤维复合材料。通过采取降阻、减重、增载、优效等技术措施，列车人均百公里能耗降低15%以上，相当于每跑一公里可节省约1.2度电，跑起来更节能。”林森说。

该车在国内首次将“数字孪生”技术应用到城际市域列车领域，打造“数字列车”服务平台，从全景监控、应急排故、维修决策等方面提供全寿命周期一体化解决方案，列车全寿命周期检修维护成本降低30%以上。

此外，列车车厢可提供无线充电、乘客人机智能交互等智能服务功能，车内的灯光、温度等可根据运行环境自动智能调节。依托全新降噪技术，车内噪声降低2分贝，车厢更安静。

林森介绍，CINOVA即“中国城际之星”，是我国自主研发的首个城际市域列车技术平台。在该平台下，中车四方股份公司研制形成了覆盖时速200公里、160公里、140公里、120公里各个速度等级，4辆、6辆、8辆等不同编组形式的系列化城际市域列车，并实现从“1.0”“1.5”到“2.0”的换代升级。2023年，CINOVA2.0城际市域智能列车在中车四方股份公司下线。

据了解，凭借独特的技术优势，目前CINOVA平台城际市域列车已在全国30多条线路投入载客服务，覆盖国内40多个地级以上城市。

（来源：科技日报）

我国首座“四高”特长公路隧道

全线贯通

1月30日，我国首条集高寒、高海拔、高瓦斯、高硫化氢于一体的“四高”隧道——国道569曼德拉至大通公路祁连山2号隧道全线贯通。

由中铁十六局集团参建的祁连山2号隧道位于海拔3 500米以上的青海省海北藏族自治州门源回族自治县仙米乡宁缠河谷，是国道569曼德拉至大通公路宁缠垭口至克图段公路控制性工程。隧道左洞长6 044米，右洞长5 943米，洞内围岩地质复杂，稳定性差，被青海省交通运输厅列为青海省“头号高风险工程”，也是青海省目前施工难度最大的公路隧道。

该项目于2015年9月开工建设，2018年10月首次发现硫化氢气体，同年12月发现瓦斯气体，中铁十六局建设团队打响了一场与岩石的激烈较量。

中铁十六局曼大公路项目负责人温嘉伟介绍：“我们通过‘谨小慎微的风险应对方式和可靠的系统保障，为隧道施工筑起了安全防护墙，顺利实现全线贯通。建设团队将完成后续施工任务，争取其早日投入运营。”

該建设团队大力实施难点攻关，凭借中国铁建“温嘉伟劳模创新工作室”形成授权专利13项，创新施工工法6项，护航隧道安全穿越580米浅埋堆积体碎石土段、1 628米高瓦斯段、400米煤与瓦斯突出段，填补多项公路隧道施工空白，为同类型隧道施工积累了经验。

据悉，国道569曼德拉至大通公路全面建成通车后，将实现京藏高速与连霍高速国道主干线在西部地区短距离快速连接，打通青海省省会西宁与甘肃省武威市的快速便捷通道，对拉动青海、甘肃、内蒙古、宁夏、陕西五省区的经济发展和促进省市间的交流合作具有重要意义。

（来源：光明日报）