作者:未玖 来源: 中国科学报 发布时间:2020-10-12
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小于50万年的原恒星盘中有4个环状结构

行星形成可能在第I类阶段的更年轻盘状物中进行,那时原恒星还嵌在更大范围的致密气体和尘埃中。仅在过去10年里,人们才观察到最早恒星形成阶段的尘埃盘的详细特性。

研究组报告了1.3毫米尘埃排放的观测结果,其分辨率为5个天文单位,显示了年轻(小于50万年)原恒星IRS 63的尘埃盘中有4个环状子结构。IRS 63是一个单独的I类源,位于附近蛇夫座分子云中,距离为144秒差距,是毫米波长下最亮的I类原恒星之一。与其他年轻盘相比,IRS 63的盘相对较大(大于50个天文单位)。

在幼年阶段观测到的尘埃盘中多个环状子结构可以作为尘埃颗粒生长的早期立足点,这是行星形成的先决条件。不论IRS 63盘中是否已经存在行星,很明显,行星形成过程始于原始恒星的初始阶段,早于当前的行星形成理论预测。

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https://doi.org/10.1038/s41586-020-2779-6

螺旋自旋磁体中出现电磁感应

电感器是现代电子设备中最基本的电路元件之一,它产生的电压与输入电流的时间导数成正比。传统的电感器通常由一个螺旋线圈组成,并遵循法拉第电磁感应定律,诱导一个电压来抵消穿过线圈的时变磁通量。这种常规电感的大小与电感线圈的体积成正比,阻碍了电感的小型化。

研究组展示了一个量子力学起源的电感,由磁体中自旋螺旋的电流驱动动力学引起的层展电场产生。在具有纳米级自旋螺旋的微型矩形磁性器件中,研究组观察到典型电感高达-400纳亨,其量级可与商用电感器相媲美,但体积却小约100万倍。

自旋螺旋结构电流驱动的动力学特性使电感因电流非线性而增强,并表现出非单调的频率依赖性。与传统的电感器相比,电感的大小随着器件横截面的减小而迅速增加。研究组的发现可能为基于与量子力学贝里相位的新兴电磁学的微型、简单形状的电感器铺平道路。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41586-020-2775-x

环状联烯参与不对称镍催化

一个多世纪以来,张力环状有机分子,例如芳烃、环状炔烃和环状烯,以其非同寻常的结构和高化学反应性吸引着化学家们。

研究组报道了在催化不对称反应中获得外消旋环状联烯中间体的情况,并提供了在这种转化中控制绝对立体化学的两种不同机制的证据:联烯对映体的动力学拆分和中间体π—烯丙基镍配合物的去对称化。

计算研究暗示了一种催化机制,包括通过插入立体选择性的烯烃对环状联烯对映体进行初始动力学拆分,去掉所产生的立体化学信息,以及随后通过中间体π—烯丙基镍配合物的去对称化引入绝对立体化学。

结果揭示了环状联烯可利用的反应活性超越了先前报道的传统环加成和亲核加成,从而扩大了此类中间体可获得的产物类型。此外,研究组的计算研究提出了两种潜在的策略,用于控制环状联烯反应中的立体控制。总之,该结果为包括张力中间体的催化不对称反应奠定了基础。

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https://doi.org/10.1038/s41586-020-2701-2

全面量化全球一氧化二氮的源和汇

在过去的150年中,大气中N2O浓度的增加导致平流层臭氧消耗和气候变化,目前的增长率估计为每10年2%。

研究组介绍了一个包含自然和人为来源的全球N2O清单,并解释了氮添加物与控制N2O排放的生化过程之间的相互作用。研究组使用自下而上和自上而下的方法,对1980~2016年间21个自然和人类部门产生的全球N2O源和汇进行全面量化。

在2007~2016年之间,全球N2O排放量为每年1700万吨氮和每年1690万吨氮。在过去的40年中,全球人为排放的氮增加了30%,达到每年730万吨,这是造成大气负担增加的主要原因。

研究组的发现表明,新兴经济体的N2O排放量正在增加。对基于过程的模型估计分析显示,氮增加与气候变化之间的相互作用导致了N2O—气候反馈的出现。

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https://doi.org/10.1038/s41586-020-2780-0

(未玖编译)

《中国科学报》 (2020-10-12 第2版 国际)
 
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