太阳发电机效应始于太阳表面附近

太阳磁发电机效应周期具有独特模式——太阳黑子出现的传播区域位于纬度30°附近，每11年在赤道附近消失。此外，被称为扭转振荡的纵向流动与太阳黑子迁移密切相关。

与暗示这些现象深层起源的理论相反，日震学将低纬度扭转振荡精确定位于太阳外层的5%~10%区域，即近太阳表面剪切层。在该区域内，向内增加的差动旋转与极向磁场耦合，导致磁旋转不稳定，这在吸积盘理论中很突出，在实验室中也能观测到。这两个事实引出了一个普遍问题，即太阳发电机效应是否源于近太阳表面的不稳定性。

研究组报告了强有力的肯定证据，与关注更深差旋层的传统模型形成鲜明对比。简单的分析估计表明，近太阳表面磁旋转不稳定性更好地解释了扭转振荡的时空尺度和推断的太阳内部磁场振幅。

最先进的数值模拟证实了上述推断，并重现了半球磁流螺旋度定律。这有助于科学家对影响地球电磁基础设施的全磁周期和空间天气进行准确预测。

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https://doi.org/10.1038/s41586-024-07315-1

具有超表面波导的全彩3D全息增强现实显示器

新兴空间计算系统将数字信息无缝叠加于用户观察到的物理环境，从而为娱乐、教育、通信和培训等各个领域带来了变革性体验。然而，由于增强现实（AR）显示器的光引擎投影光学元件体积庞大，且无法准确描绘虚拟内容的三维（3D）深度信号等因素，使其难以被广泛应用。

为此，研究人员设计了一种全息AR系统，使用反向设计的全彩超表面光栅、紧凑的色散补偿波导几何结构和人工智能驱动的全息算法的独特组合来打破上述限制。这些元件是协同设计的，消除了空间光调制器和波导之间对庞大准直光学器件的需求，并以紧凑设备规格呈现生动的全彩3D AR内容。

为了通过该原型提供前所未有的视觉体验，研究人员还开发了一种融合物理精确的波导模型与相机反馈自动校准的学习组件的创新图像形成模型。这种独特的纳米光子超表面波导和人工智能驱动全息算法的联合设计，代表了在紧凑可穿戴设备中创建视觉上引人注目的3D AR体验的重要进步。

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https://doi.org/10.1038/s41586-024-07386-0

人工酶的硼催化作用

酶在提高化工生产的友好性和效率方面发挥着越来越重要的作用，但由于酶的反应机理范围相对狭窄，其应用的多样性严重落后于化学催化剂。含有非生物功能酶的创造促进了自然界经典反应之外的反应机制，并为完全可编程的生物催化铺平了道路。

研究人员提出了一种完全遗传编码的含硼酸的人工酶，其有机催化活性是天然或工程生物催化剂不具备的。这种硼酶通过肟形成催化羟基酮的动力学拆分，其中与蛋白质支架的关键相互作用有助于催化。定向进化运动产生了其对几种不同底物具有天然酶样对映体选择性的变体。

研究人员利用X射线晶体学、高分辨率质谱等证实了硼酶的独特活化模式。研究结果表明，遗传密码扩展可用于创建可进化的对映选择性酶，这些酶依赖于外源性催化部分，如硼酸和通过天然或人工酶的催化混杂性无法达到的通路反应机制。

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https://doi.org/10.1038/s41586-024-07391-3

（未玖编译）