太阳“下雨”了！登陆太阳是不是能凉快点了？

摘要：光学技术让日冕照片更加清晰；2. 钠燃料电池可为飞机提供动力；3. 鲸鱼骨被古人类制成实用骨器；4. 人体细胞跨越器官的相互联系；5. 一维任意子究竟能有多么任意；

1. 光学技术让日冕照片更加清晰；

2. 钠燃料电池可为飞机提供动力；

3. 鲸鱼骨被古人类制成实用骨器；

4. 人体细胞跨越器官的相互联系；

5. 一维任意子究竟能有多么任意；

太阳上为什么会下“雨”？科学家首次拍得高清日冕图像

日冕是太阳表面之外的大型等离子场和电磁场结构，从太阳表面延伸到几百万公里的高度。虽然它的亮度只有太阳表面亮度的十亿分之一，但是温度却比太阳表面高将近1万倍。

为什么这里比表面还要热，科学家目前尚无定论，因此需要更多观测数据才能进行更进一步的研究。但是由于它 太过暗淡 ，所以无法直接观测，除了日全食可以短暂看到一会之外，就只能用一种叫做日冕仪的道具才能观测。同时，日冕的 温度太过高 了，地球大气会对其造成一定的扭曲和模糊，因此我们很难拍到高清的日冕图片。

近日，美国国家科学基金会 (NSF)、国家太阳天文台 (NSO) 和新泽西理工学院 (NJIT) 的科学家取得了一项突破性进展，利用自适应光学技术消除模糊，从而克服日冕的拍摄难题。

科学家介绍称， 自适应光学系统就像智能手机相机中增强的自动对焦和光学防抖功能一样，但它不是防手抖的，而是校正大气误差。 更新技术后，通过延时摄影，天文学家拍摄到了非常高清的日冕细节。

能为飞机提供动力的新型电池

经过近几年的迅速发展，电池技术已经得到了天翻地覆的变化，新能源车的市场已经接近成熟。然而，满大街跑的电动车并不是新能源行业的极限。 科学家正在积极探索新方法，将卡车、火车甚至飞机也改造成新能源动力驱动。

近日，美国麻省理工学院的科研人员研发了一种新型燃料电池，不但具有应用在飞机上的潜力，甚至还能装在火箭上。更棒的是，这种燃料电池不但不会产生二氧化碳，还会捕获并减少空气中的二氧化碳。这到底是怎么做到的呢？

想要让电池推动轮船飞机，那就必须要使电池能够带更多的电能。然而问题在于“香蕉大，香蕉皮也大”，电池带电多，它们自己就会更大更重，也就不适合安装在飞机上使用了。因此， 增加电池能量密度是现如今电池行业发展的重要课题。

人们很早就意识到，钠金属空气电池有很高的能量密度，但却从未在实践中实现过。过去三十年来，科学家在锂空气电池或钠空气电池的研发上投入了大量精力，但要实现完全可充电却并非易事。

麻省理工学院这次推出的新燃料电池 本身不储存能量，但是它使用液态金属钠作为储备燃料， 另一面是普通的空气。在两者之间，一层固体陶瓷材料作为电解质，允许钠离子自由通过，而一个面向空气的多孔电极则帮助钠与氧气发生化学反应并产生电能。

目前的电动车上的电池，最高可以做到每公斤携带0.3度电。如果想要用在飞机上，那么电池最少需要做到每公斤携带1度电，才能够既保证能量够用，又不会因为自身太重从而导致成本增加。在实验测试中，此次研发的新型电池的发电量接近每公斤1.7度瓦， 远高于每公斤1度电的门槛。

研究人员设想，为了在飞机上使用该系统，需要将燃料包插入燃料电池中，包内的钠金属在提供动力时会发生化学反应。产生的化学副产品会从飞机尾部排出，类似于喷气发动机的尾气。

学过高中化学的朋友可能还记得，钠和氧气反应的产物，无论是氧化钠还是过氧化钠，都可以和二氧化碳反应生成碳酸钠。因此， 研究人员期望这种电池非但不会产生尾气排放，还能以这种形式吸收大气中的二氧化碳。 另一方面，碳酸钠呈碱性，可以有效改善酸雨、土壤或海洋酸化，帮助对抗全球气候问题。

虽然该装置目前还只是一个小型的原型机，但科学家们已经成立了一家名为Propel Aero的公司来开发这项技术。

实验室电池原型机

课代表总结： 不是，锂电池都不让上飞机，钠电池能上飞机？

参考文献：

Karen Sugano, Sunil Mair, Saahir Ganti-Agrawal, Alden S. Friesen, Kailash Raman, William H. Woodford, Shashank Sripad, Venkatasubramanian Viswanathan, Yet-Ming Chiang. Sodium-air fuel cell for high energy density and low-cost electric power. Joule, 2025; 101962 DOI: 10.1016/j.joule.2025.101962

两万年前的人类已经能用鲸鱼骨制造工具

根据巴塞罗那自治大学环境科学与技术研究所（ICTA-UAB）、法国国家科学研究中心（CNRS）和不列颠哥伦比亚大学的科学家开展的一项研究， 人类早在两万年前就开始利用鲸鱼骨骼制作工具。 这一发现拓宽了我们对早期人类利用鲸鱼遗骸的理解，并为当时的海洋生态提供了宝贵的见解。

鲸类是地球上最大的动物类群，是食物和油、骨骼等材料的重要来源。因此，人们认为它们在许多沿海人类群体的生存中发挥了关键作用。然而，追踪人鲸互动的起源是一项挑战， 因为沿海考古遗址特别脆弱，容易受到海平面上升的影响，因此很难保存早期人类与海洋哺乳动物关系的证据。

最新研究分析了从西班牙比斯开湾周围遗址出土的83件骨制工具，以及来自同样位于比斯开省的圣卡塔利娜洞穴的另外90块骨头。

研究人员利用质谱法和放射性碳测年法来鉴定样本的种类和年龄。研究表明，这些骨骼来自至少五种大型鲸类，其中最古老的可以追溯到大约19000至20000年前。 这些骨骼代表了人类使用鲸类遗骸作为工具的最早证据。

论文主要作者Krista McGrath表示：“ZooMS是一种强大的技术，可用于研究过去海洋哺乳动物的多样性，尤其是在骨骼遗骸和物体缺少诊断性形态学元素的情况下，而骨骼制品通常就是这种情况。我们成功识别出抹香鲸、长须鲸、蓝鲸等物种，这些物种至今仍存在于比斯开湾，以及灰鲸，灰鲸目前主要分布在北太平洋和北冰洋。”

此外，从骨骼中提取的化学数据表明，这些古代鲸鱼的摄食习惯与现代同类略有不同，这表明它们的行为或海洋环境可能发生了变化。总而言之，这一发现不仅增进了我们对早期人类利用鲸类遗骸的理解，也揭示了鲸类在过去生态系统中所扮演的角色。

来自两万年前海边人类遗址的鲸骨工具

课代表总结： 所以这些鲸鱼骨头是鲸鱼搁浅留下的还是人类当时已经能捕鲸了呢？

参考文献：

Krista McGrath, Laura G. van der Sluis, Alexandre Lefebvre, Anne Charpentier, Ana S. L. Rodrigues, Esteban Álvarez-Fernández, François Baleux, Eduardo Berganza, François-Xavier Chauvière, Morgane Dachary, Elsa Duarte Matías, Claire Houmard, Ana B. Marín-Arroyo, Marco de la Rasilla Vives, Jesus Tapia, François Thil, Olivier Tombret, Leire Torres-Iglesias, Camilla Speller, Antoine Zazzo, Jean-Marc Pétillon. Late Paleolithic whale bone tools reveal human and whale ecology in the Bay of Biscay. Nature Communications, 2025; 16 (1) DOI: 10.1038/s41467-025-59486-8

人体细胞如何受到其他细胞的远程调控

中国科学院院士、北京大学生物医学前沿创新中心研究员张泽民团队于5月28日发表新研究，提出 “跨组织细胞模块” 的概念，并建立了一套识别细胞模块的计算框架，并深入剖析其时空动态特征、内部调控关系、功能表型关联以及在肿瘤进展过程中的动态重塑过程。这一新的理论框架和分析工具，有助于深化我们对组织稳态与复杂疾病网络机制的理解。

这项研究的核心是一个引人入胜的假设： 细胞微环境的组织和维持在很大程度上依赖于周围的局部环境。 该研究并非孤立地观察细胞，而是提出，每个微环境（CM）内不同的细胞亚群在空间上排列，从而能够对刺激做出集体反应。这种空间组织影响着细胞的沟通和协作方式，其影响范围从正常生理状态延伸到癌症等疾病状态。

研究人员精细地绘制了各种人体组织的细胞图谱。他们的研究发现，CM的空间排列与其细胞成分之间存在着密切的相关性。值得注意的是，富含淋巴细胞（例如T细胞、B细胞）的CM表现出最强的空间一致性，其次是以髓系细胞、基质细胞和内皮细胞为主的微环境。 这种梯度暗示了由邻近性和组成成分控制的特殊细胞相互作用模式。

研究团队分析揭示了不同细胞类型信号转导的显著差异，强调了空间环境在调节细胞行为中的作用。例如，基质细胞和内皮细胞通常分散在组织内较远的距离，它们产生多种信号分子，其影响力甚至超越了邻近细胞。这种远距离通讯可以促进跨组织区域的协调反应，为系统性地调节组织功能和修复奠定基础。也就是说， 对于细胞来说，近邻可能真的不如远亲。

总的来说，这些全面的分析揭示了一个多层次的调控格局，其中空间组织、细胞组成和细胞间信号传导相互交织，共同塑造了组织内的多细胞生态系统。CM 作为捕捉这种复杂性的基本单元而出现，充当着协调生物功能和适应环境变化的枢纽。该研究的整合方法为理解组织稳态的空间逻辑提供了前所未有的洞见，并揭示了治疗干预的潜在途径，尤其是在癌症等多细胞连接发生深刻改变的疾病中。

细胞似乎也有“群聊”，可以听到遥远同事的呼唤

课代表总结： 群发消息：“终止交易，有内鬼！”

参考文献：

Shi, Q., Chen, Y., Li, Y. et al. Cross-tissue multicellular coordination and its rewiring in cancer. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09053-4

科学家观测到一维“任意子”

研究人员首次观测到一维超冷玻色子气体中的任意子行为， 打破了长期以来关于任意子尺寸限制的假设——这类神秘粒子违背了我们理解物质的基本原则——费米子-玻色子二分法。

自然界中的粒子被分为两类： 费米子和玻色子 。费米子包括我们熟悉的物质粒子，例如电子、夸克和质子，它们遵循泡利不相容原理，也就是说它们身上“长刺”，互相之间不能挨着，两颗相同费米子的波函数必须岔开π的相位差。相比之下，玻色子，例如光子和胶子，在交换时波函数不需要岔开任何数值，也就是说他们可以任意地聚集在一起。

然而，这种二元分类法在低维量子系统中却异常不完整，因为 低维量子系统中出现了被称为任意子的奇异准粒子 。前面我们说到，费米子之间必须岔开π的相位差，而玻色子必须相位差为0。而任意子就松弛感满满了，它们的相位差可以是0到π之间的任意数。这是不是有点太任意了？

自20世纪80年代以来， 任意子已被理论提出，并主要在极端条件下的二维电子系统中被实验探测到，例如分数量子霍尔效应。 由于一维拓扑结构及其量子统计性质的固有限制，将任意子准粒子的存在扩展到一维环境一直是一个巨大的挑战。迄今为止，尚无实验观察证实一维超冷原子气体中存在任意子。

因斯布鲁克大学Hanns-Christoph Nägerl的实验小组，与巴黎萨克雷大学和布鲁塞尔自由大学的顶尖理论家合作，通过展示一种在一维环境中“任意化”玻色子的新方案，弥补了这一知识空白。

他们方法的关键在于将一种精确控制的移动杂质（一种可区分但与玻色子兼容的粒子）注入到被严格限制在一维光学阱中的强相互作用玻色子的超冷气体中。随着对这种杂质的拨动，科学家实现了一种可调谐的统计相位，可以从零（玻色子行为）平滑地“调节”到π（费米子行为），任何中间分数相位都对应于分数统计。这种连续控制标志着一项非凡的实验和理论突破，表明粒子的量子属性可以进行动态设计和原位操控。