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科学

科学家发现棕矮星周围有辐射带的证据。

最近，西班牙巴伦西亚大学J.B. Climate的研究小组在褐矮星周围发现了辐射带的证据。相关研究成果发表在8月24日的《科学》杂志上。

研究小组利用超长基线干涉测量法对褐矮星LSR J1835+3259进行了空间分辨无线电观测，结果表明扩展的无线电发射与辐射带的存在相一致。与模型的比较表明，辐射带包含被磁镜约束的高能粒子。研究人员认为，射电发射的超冷矮星具有偶极有序磁场、辐射带形状和极光，与木星相似。

据悉，超冷矮星是天体的一种，包括褐矮星和质量非常小的恒星。通过对超冷矮星的射电观测，我们可以测量它们的亮度作为时间和光谱能量分布的函数。这些观测有助于理解超冷矮星的磁场。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1126/science.adg6635

美国国家科学院学报

科学家研究纠缠双光子吸收的颜色

最近，密西根大学的Theodore Goodson和美国西北大学的Charles J. Zeman合作研究了纠缠双光子吸收(ETPA)的颜色。相关研究成果发表在8月21日的《美国国家科学院院刊》上。

研究人员对分子系统中ETPA过程的激发波长依赖性进行了理论和实验研究，为纠缠如何影响分子光谱提供了见解。研究人员发现，ETPA的激发光谱可以不同于经典TPA和双频光子的激发光谱。这些结果是通过假设ETPA截面由双光子激发态的辐射线宽而不是电子-声子相互作用控制来建模的，这导致了与观测结果相匹配的激发光谱。此外，他们发现具有最高TPA和ETPA强度的双光子容许态具有高电子纠缠，ETPA对辐射寿命最长的态尤其有利。

这些结果为基于量子光的光谱学和显微镜学的发展奠定了基础，并将带来更高效的ETPA传感器和低强度探测方案。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1073/pnas.2307719120

科学家利用可编程中性原子阵列实现费米子量子处理。

最近，奥地利因斯布鲁克大学的P .佐勒的研究小组使用可编程中性原子阵列进行费米子量子处理。相关研究成果发表在8月22日的《美国国家科学院院刊》上。

在这项工作中，研究人员提出了一种费米子量子处理器，其中费米子模型被本地编码在费米子寄存器中，并使用费米子门以硬件高效的方式进行模拟。他们特别考虑了可编程镊子阵列中的费米原子，开发了不同的协议实现非局域门，在硬件层面保证了费米统计。他们利用这组门，与里德伯介导的相互作用门一起，为数字和可变元件模拟算法寻找有效的电路分解，并给出分子能量估算图。

最后，他们考虑了一种联合费米-量子比特架构，在这种架构中，运动自由度和原子内部自由度都被用来有效地实现量子相位估计和模拟晶格规范的理论动力学。

据悉，模拟多体费米子系统的性质是与材料科学、量子化学和粒子物理相关的突出计算挑战。虽然基于量子位的量子计算机可能比传统设备更有效地解决这一问题，但对非局域费米子统计进行编码将带来所需资源的成本，这限制了它们在不久的将来的架构中的适用性。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1073/pnas.2304294120

美国化学学会杂志

光酶催化ATP的产生

中国科学院化学研究所李俊柏团队报道了基于ATP合酶重组纳米结构的光酶催化ATP的产生。相关研究成果发表在8月22日出版的《美国化学学会杂志》上。

研究人员证明，微胶囊表面由ATP合酶重构的蛋白质脂质体涂层可以实现光催化氧化磷酸化，微胶囊由半导体石墨氮化碳纳米片和聚电解质层层沉积组装而成。我们发现来自聚电解质的电子转移到半导体石墨的氮化碳纳米片上，这增强了光生电子-空穴对的分离。因此，封装的半导体石墨氮化碳纳米片充当光酶，在光照下加速葡萄糖氧化成葡萄糖酸，从而产生质子。此外，建立外向跨膜质子梯度，驱动ATP合酶合成三磷酸腺苷。

这项研究发现，这样的组装系统实现了光驱动氧化磷酸化。这表明，组装的光酶可以用于氧化磷酸化，为化学能转化为生物能创造了一种不寻常的方式。与传统的氧化磷酸化系统相比，这种人工设计可以实现更高的能量转换效率。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1021/jacs.3c06090