系外行星巨蟹座55e上的大气

描绘岩石系外行星的特征是天文学的中心目标，然而迄今为止，在岩石系外行星上寻找大气的结果要么是大气质量的上限，要么是不确定的结果。相当于1.95个地球半径和8.8个地球质量的行星——巨蟹座55e，主要由岩石组成，平衡温度约为2000 K，可能有一个挥发性的包层（包含由C、H、O、N、S和P元素组合而成的分子），占其半径的百分之几。

研究者利用透射光谱对该行星进行了广泛的观测，并在宽光度波段测量了热辐射。这些观测不支持原始H2/ he主导的大气，也不能最终确定该行星是否有次级大气。

研究者报道了由詹姆斯·韦布空间望远镜获得的行星4 ~ 12μm的热发射光谱。测量结果排除了这颗行星是一个熔岩世界，被由蒸发岩石组成的稀薄大气所覆盖的可能性，表明它拥有一个真正的挥发性大气，可能富含二氧化碳或一氧化碳。这种大气可以从岩浆海洋中释放出来，并由岩浆海洋维持。

相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07432-x

具有数百个捕获离子的位置分辨二维量子模拟器

大量子位容量和单个读出能力是大规模量子计算和模拟的两个关键要求。作为量子信息处理的主要物理平台之一，离子阱已经在一维保罗阱中实现了数十个具有位置分辨读出的离子的量子模拟，在二维 Penning阱中实现了数百个具有全局可观测值的离子量子模拟。

然而，将这两个功能集成到一个系统中仍然非常具有挑战性。研究者报道了512个离子在二维维格纳晶体中的稳定捕获及其横向运动的边带冷却。研究者利用单次测量中的位置分辨率，在准绝热制备的基态中观察到丰富的空间相关模式，可以通过将测量的双自旋相关与计算的集体声子模式以及经典模拟退火算法进行比较，验证量子模拟结果。

相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07459-0

液电池TEM中带电固液界面的原子动力学

带电固液界面在与能源、生物和地球化学相关的各种电化学过程中起着关键作用。带电界面上的电子和质量传递可能引起结构改变，从而显著影响反应途径。例如，电催化剂在反应过程中的表面重组会对催化机理和反应产物产生实质性的影响。

尽管它很重要，但直接探测电偏置下固液界面的原子动力学是具有挑战性的，因为它被埋在液体电解质中，而且目前通过液体进行原位成像的技术空间分辨率有限。研究者开发了用于透射电子显微镜（TEM）的先进聚合物电化学液体电池，能够直接监测铜催化二氧化碳电还原反应（CO2ERs）过程中ESLIs的原子动力学。

研究者观察并揭示了一个波动的液体状无定形界面。它发生可逆的晶-非晶结构转变，并沿通电铜表面流动，从而通过界面层介导结晶铜表面重构和质量损失。实时观察和理论计算的结合揭示了由电荷激活的电解质表面反应引起的非晶化介导的重组机制。

相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07479-w

胶体晶体的加工硬化

胶体晶体表现出有趣的特性，在许多方面与它们的原子对应物相似。它们具有相同的晶体结构，经历相同的相变，并具有相同的晶体缺陷。研究者发现硬球胶体晶体表现出加工硬化的特性。此外，尽管它们很柔软，但胶体晶体的抗剪强度可以增加并接近晶体的理论极限。

研究者使用共聚焦显微镜发现，胶体晶体的强度随着位错密度的增加而增加，并最终达到原子材料的经典泰勒缩放行为，尽管硬球相互作用缺乏原子相互作用的复杂性。

研究证明了泰勒硬化是通过位错结的形成产生的。尽管胶体晶体和原子晶体在粒度和剪切模量上有许多数量级的差异，但它们之间惊人的相似表明加工硬化的普遍性。

相关论文信息：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07453-6

（冯维维编译）