《自然—通讯》

运用中子成像技术验证核弹头的真实性

近日，《自然—通讯》展示了一项中子成像技术，旨在在不揭露基础细节的情况下验证核弹头的真实性。

未来的军备控制协议可能需要受信验证机制以证明呈现为核弹头的物体的真实性。但是，出于安全和扩散方面的考量，这要求验证不能透露任何有关核弹头的构成或设计的信息。零知识证明正是恰好可以做到这一点的数学加密方法，但是将这些抽象概念转化为实在的物理成像技术仍是一项挑战。

美国普林斯顿大学的Sébastien Philippe及同事展示了一种协议，为验证者提供一种不包含被成像对象信息的验证工具。通过将测试对象置于中子源和乳浊液探测器之间，乳浊液中出现的气泡将印出对象的“指纹”。主机探测器预先加载由参照样本生成的补充性气泡分布图。如此一来，如果阳性匹配，则信号完全对应，这不会对验证者产生有用信息，但是仍能证明测试对象与参照样本完全一致。

《自然》

冰冷气候催生人类“走出非洲”

《自然》在线发表的一项研究显示，在过去12.5万年的时间里，人类经历了四次截然分明的走出非洲的浪潮，向世界其他地区扩散，其推动因素是地球轨道变化引起的气候变化。

过去的研究认为，晚更新世（12.6万~1.1万年前）时期地球轨道变化引起的气候变化影响了智人向非洲以外地区扩散的关键时间点。但是，关键区域古环境数据的匮乏、气候模拟与化石断代及考古记录的不确定性阻碍了该研究领域的进一步发展。

美国夏威夷大学马诺阿分校的Axel Timmermann和Tobias Friedrich构建了一个数值模型，对过去12.5万年的时间里气候与海平面变化之于全球人类迁移模式的影响进行量化分析。模型识别出四次横跨阿拉伯半岛和黎凡特地区的明显的冰期人类迁移浪潮，分别发生在10.6万~9.4万、8.9万~7.3万、5.9万~4.7万和4.5万~2.9万年前左右。这些结果与考古和化石数据高度一致。

这些发现证明轨道尺度气候变化在塑造全球种群分布中所发挥了关键作用。相反，骤然的千年尺度气候变化的影响较为有限，且是区域性的。模型还显示，约9万~8万年前，智人几乎同时到达了中国南方和欧洲。

《自然》

3D打印声全息图

《自然》发表的一篇论文报告了一种全新的制造3D复合声场的方法——声全息图，用以通过非接触的方式操控液体和空气中的物体。

该研究描述的方法既快又便宜：将3D打印的塑胶底片置于超声扬声器前面，这样制造出的声场比运用现有技术制造出的精密一百多倍，这或有助于改善医疗成像并推动超声的新应用。

声音，尤其是超声，可用于通过非接触的方式操控液体和空气中的物理。但是，目前的方法一般需要类似扬声器设备一样的换能器（将电信号转化为声音）阵列，要小心翼翼地将它们连接起来并进行控制，以形成所需的3D声场，但是可生成声场的规模和复杂度均受限。

德国马普学会智能系统所的Peer Fischer及同事使用3D打印机制造了塑胶底片——声全息图，将其置于单个换能器之前可以改变声波，以制造所需的声场。他们使用该系统迫使悬浮于水中的微粒汇聚形成类似“和平鸽”一样的图像。他们还表示，可以使用该系统沿着特定路径，移动液体中的物体，也可以将液滴悬浮于空气中。作者提出，他们的声全息图使快速制造复合声场成为可能，所得声场可适用于超分辨率成像、局部加热和个体化用药。

（张章/编译 更多信息请访问www.naturechina.com/st）