isotopes期刊最新论文

编译 | 未玖

Science , 04 JUNE 2021, VOL 372, ISSUE 6546

《科学》 2021年6月4日，第372卷，6546期

天文学 Astronomy

The first 5 years of gravitational-wave astrophysics

引力波天体物理学的最初5年

作者：Salvatore Vitale

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摘要

引力波是由天体加速产生的时空涟漪；是广义相对论的直接推论，于2015年首次被直接观察到。

研究者回顾了引力波探测的前5年。目前已发现了50多个引力波事件，这些事件是由中子星和黑洞等致密物体的合并产生的。

这些信号使人们对致密物体及其前身星的形成有了深刻见解，使广义相对论的严格检验成为可能，并将物质的行为限制在比原子核更高的密度范围内。

发射引力波和电磁波的耦合波可用于探测短伽马射线爆的形成和重元素的核合成，并测量宇宙的局部膨胀率。

Abstract

Gravitational waves are ripples in spacetime generated by the acceleration of astrophysical objects; a direct consequence of general relativity, they were first directly observed in 2015. Here, I review the first 5 years of gravitational-wave detections. More than 50 gravitational-wave events have been found, emitted by pairs of merging compact objects such as neutron stars and black holes. These signals yield insights into the formation of compact objects and their progenitor stars, enable stringent tests of general relativity, and constrain the behavior of matter at densities higher than that of an atomic nucleus. Mergers that emit both gravitational and electromagnetic waves probe the formation of short gamma-ray bursts and the nucleosynthesis of heavy elements, and they measure the local expansion rate of the Universe.

Revealing x-ray and gamma ray temporal and spectral similarities in the GRB 190829A afterglow

GRB 190829A余辉中X射线和γ射线的时间和光谱相似性

作者：. Collaboration, H. Abdalla, F. Aharonian, F. Ait Benkhali, E. O. Angüner, C. Arcaro, et al.

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摘要

伽马射线爆（GRBs）是银河系外源的γ射线明亮闪烁，之后余辉发射衰减，与恒星核坍塌事件有关。

研究组使用高能立体视野系统（.），在爆发后4至56小时内观测到GRB 190829A余辉中的超高能（VHE）γ射线。GRB 190829A的低亮度和红移降低了内部和外部吸收，使其本征能谱可测。

在 TeV的能量之间，该光谱由幂律描述，光子指数为 ，类似于X射线光谱。X射线和VHEγ射线光曲线也显示出类似的衰减曲线。

X射线和γ射线波段的这些相似特征挑战了GRB余辉发射场景。

Abstract

Gamma-ray bursts (GRBs), which are bright flashes of gamma rays from extragalactic sources followed by fading afterglow emission, are associated with stellar core collapse events. We report the detection of very-high-energy (VHE) gamma rays from the afterglow of GRB 190829A, between 4 and 56 hours after the trigger, using the High Energy Stereoscopic System (.). The low luminosity and redshift of GRB 190829A reduce both internal and external absorption, allowing determination of its intrinsic energy spectrum. Between energies of and tera–electron volts, this spectrum is described by a power law with photon index of , similar to the x-ray spectrum. The x-ray and VHE gamma-ray light curves also show similar decay profiles. These similar characteristics in the x-ray and gamma-ray bands challenge GRB afterglow emission scenarios.

材料科学 Materials Science

Tough hydrogels with rapid self-reinforcement

可快速自我强化的坚韧水凝胶

作者：Chang Liu, Naoya Morimoto, Lan Jiang, Sohei Kawahara, Takako Noritomi, Hideaki Yokoyama, et al.

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摘要

大多数坚韧的水凝胶通过引入能够耗散输入能量的牺牲结构来增强。然而，由于牺牲损伤不能迅速恢复，这些凝胶的韧性在连续循环加载过程中大幅下降。

研究组提出了一种基于应变诱导结晶的水凝胶无损伤增强策略。对于聚乙二醇链高度取向并在大变形下相互暴露的滑动交联凝胶，结晶度形成并随着拉伸和收缩而软化，导致拉伸能几乎100%地快速恢复，以及 MJ/m2的优良韧性，这比聚乙二醇共价交联均质凝胶的韧性大一个数量级。

Abstract

Most tough hydrogels are reinforced by introducing sacrificial structures that can dissipate input energy. However, because the sacrificial damage cannot rapidly recover, the toughness of these gels drops substantially during consecutive cyclic loadings. We propose a damageless reinforcement strategy for hydrogels using strain-induced crystallization. For slide-ring gels in which polyethylene glycol chains are highly oriented and mutually exposed under large deformation, crystallinity forms and melts with elongation and retraction, resulting both in almost 100% rapid recovery of extension energy and excellent toughness of to 22 megajoules per square meter, which is one order of magnitude larger than the toughness of covalently cross-linked homogeneous gels of polyethylene glycol.

物理学 Physics

Establishing gold and platinum standards to 1 terapascal using shockless compression

用无冲击压缩法建立1太帕金和铂标准

作者：D. E. Fratanduono, M. Millot, D. G. Braun, S. J. Ali, A. Fernandez-Pañella, C. T. Seagle, et al.

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摘要

新技术突破了1太帕以上高压物理学的前沿，导致了新发现，为凝聚态物质理论和先进数值方法提供了严格测试。然而，绝对确定压力状态的能力仍是一个挑战，需要良好校准的压密基准材料。

为了得到了金和铂的准绝对、高精度、压密状态方程，研究组在国家点火装置和Z机器上进行了无冲击动态压缩实验，并推导出两个实验约束的太帕条件下的压力标准。

建立极端压力的精确实验测定将有助于更好地将实验与理论联系起来，为提高人们理解这些极端条件下的物质反应而铺路。

Abstract

New techniques are advancing the frontier of high-pressure physics beyond 1 terapascal, leading to new discoveries and offering stringent tests for condensed-matter theory and advanced numerical methods. However, the ability to absolutely determine the pressure state remains challenging, and well-calibrated pressure-density reference materials are required. We conducted shockless dynamic compression experiments at the National Ignition Facility and the Z machine to obtain quasi-absolute, high-precision, pressure-density equation-of-state data for gold and platinum. We derived two experimentally constrained pressure standards to terapascal conditions. Establishing accurate experimental determinations of extreme pressure will facilitate better connections between experiments and theory, paving the way toward improving our understanding of material response to these extreme conditions.

化学 Chemistry

CO2 electrolysis to multicarbon products in strong acid

强酸中电解CO 2 生成多碳产物

作者：Jianan Erick Huang, Fengwang Li, Adnan Ozden, Armin Sedighian Rasouli, F. Pelayo García de Arquer, Shijie Liu, et al.

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摘要

二氧化碳电还原（CO2R）作为一条将碳排放转化为有价值的化学品和燃料的颇有前景的途径，正被积极研究中。

然而，投入二氧化碳中有效还原的比例通常很低，对于多碳产品来说小于2%；在碱性和中性反应器中，其余部分与氢氧化物反应生成碳酸盐。

酸性电解质可以克服这一限制，但在这些条件下，析氢占主导地位。研究组报道称，在电化学活性位点附近浓缩钾离子会加速CO2活化，使酸中的CO2有效。

研究组在pH<1的铜上实现了CO2R，单次CO2利用率为77%，在电流密度为 A/cm2、全电池电压为 V时，对多碳产品（乙烯、乙醇和1-丙醇）的转化效率为50%。

Abstract

Carbon dioxide electroreduction (CO2R) is being actively studied as a promising route to convert carbon emissions to valuable chemicals and fuels. However, the fraction of input CO2 that is productively reduced has typically been very low, <2% for multicarbon products; the balance reacts with hydroxide to form carbonate in both alkaline and neutral reactors. Acidic electrolytes would overcome this limitation, but hydrogen evolution has hitherto dominated under those conditions. We report that concentrating potassium cations in the vicinity of electrochemically active sites accelerates CO2 activation to enable efficient CO2R in acid. We achieve CO2R on copper at pH <1 with a single-pass CO2 utilization of 77%, including a conversion efficiency of 50% toward multicarbon products (ethylene, ethanol, and 1-propanol) at a current density of amperes per square centimeter and a full-cell voltage of volts.

地球科学 Earth Science

Antarctic surface temperature and elevation during the Last Glacial Maximum

末次冰盛期南极地表温度和海拔

作者：Christo Buizert, T. J. Fudge, William H. G. Roberts, Eric J. Steig, Sam Sherriff-Tadano, Catherine Ritz, et al.

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摘要

极地冰芯中的水稳定同位素是古气候重建中广泛使用的温度指标，但在东南极洲的校准仍具有挑战性。

研究组利用钻孔测温和七个冰芯的积雪特性，重建了南极末次冰盛期最大地表冷却的幅度和空间格局。

南极西部地区相对于前工业化时期降温约10 。南极东部地区降温4-7 ，这与包括冰芯空气含量数据所显示的地形变化影响在内的全球气候模型结果一致，但比用水稳定同位素校准的现代空间梯度所显示的要小。

冰川期南极逆温改变使该预测与水同位素观测相一致。

Abstract

Water-stable isotopes in polar ice cores are a widely used temperature proxy in paleoclimate reconstruction, yet calibration remains challenging in East Antarctica. Here, we reconstruct the magnitude and spatial pattern of Last Glacial Maximum surface cooling in Antarctica using borehole thermometry and firn properties in seven ice cores. West Antarctic sites cooled ~10 C relative to the preindustrial period. East Antarctic sites show a range from ~4 to ~7 C cooling, which is consistent with the results of global climate models when the effects of topographic changes indicated with ice core air-content data are included, but less than those indicated with the use of water-stable isotopes calibrated against modern spatial gradients. An altered Antarctic temperature inversion during the glacial reconciles our estimates with water-isotope observations.

获省部级科技进步三等奖1项。在国内外学术期刊和会议上发表论文100余篇，其中40余篇被SCI、EI收录。合作出版高等学校教材5部。研究方向：核辐射探测及预警技术；核电装备关键技术；流场可视化与激光测试技术；两相流及非牛顿流体。代表性论著：1、Wang Dezhong，Zhuang Tiange，The measurement of 3-D asymmetric temperature field by using real time laser interferometric tomography，Optics & Lasers in Engineering，, , 2001, P289-2972、Wang Dezhong，Wang Songping，Sun Shan，Liu Yingzheng，Experimental Investigation of Turbulent Boundary Layer Flow With Surfactant Additives Using PIV and PDA， Heat Transfer—Asian Research，2005，，，P99-1073、ZHANG Hong-xia，WANG De-zhong, GUO Wei-guo CHEN Han-ping. Effects of temperature and concentration on rheological characteristics of surfactant additive solutions[J]. Journal of Hydrodynamics, Ser. B, 2008, Vol. 20，No. 5，P603-6104、ZHANG Hongxia, WANG Dezhong, CHEN Hanping. Experimental study on the effects of shear induced structure in a drag-reducing surfactant solution flow[J].Archive of Applied Mechanics，2009, ，，P773-7785、BAI Yunfei，WANG Dezhong，MAUERHOFER Eric，KETTLER John，MC simulation of thermal neutron flux of large samples irradiated by 14 MeV neutrons[J].Nuclear Science and Techniques，2010, ，，P11-156、LIU Cheng，WANG Dezhong，BAI Yunfei，QIAN Nan，An improved segmented gamma scanning for radioactive waste drums[J].Nuclear Science and Techniques，2010, ，，P204-2087、Weiguo GU, Yasuo Kawaguchi, Dezhong Wang, Saito Akihito, Experimental study of turbulence transport in a dilute surfactant solution flow investigated by PIV[J], Journal of Fluids Engineering, 2010, ，、Bai, Y F; Mauerhofer, E; Wang, D Z, et al. An improved method for the non-destructive characterization of radioactive waste by gamma scanning[J]. Applied Radiation Isotopes, 2009, , , P1897-1903

我院教师先后主持或参与完成国家自然科学基金项目、国家教委世行贷款项目、河南省科技攻关项目、河南省教改项目、平顶山市科技攻关项目等46项，其中获地厅级以上科研奖、优秀教学成果奖17项；在国内外学术期刊上发表学术论文360余篇，其中国内核心期刊68篇，被SCI、EI、ISTP收录24篇，获地厅级以上奖16篇；主编或参编教材32部。 1FengqunZhouetal..Cross-sectionmeasurementsfor128Te(n,2n)(7);(n,2n)49Crand52Cr(n,2n).高能物理与核物理,2005年第7期;3FengqunZhouetal..Cross-sectionmeasurementsfor(n,2n)and(n,p);；4周丰群,罗均华，拓飞，孔祥忠.核反应截面测量中扣除激发态对基态影响的计算公式．高能物理与核物理,2005年8期;；5周丰群,拓飞,易艳玲,孔祥忠..HPGeγ谱仪系统死时间校正方法的实验研究．高能物理与核物理，2005年12期;；6周丰群,张义民,拓飞,罗均华,孔祥忠..γ谱测量中级联符合效应修正研究．高能物理与核物理，2007年5期；7周丰群,翟子楠,拓飞,孔祥忠.用基态特征γ射线计算同质异能态反应截面的公式及其应用，高能物理与核物理,2007年7期；8周丰群等.薄层树脂相分光光度法测定钢铁中磷,冶金分析,2002年3期；9周丰群等.负载树脂预浓集薄层树脂相分光光度法测定痕量镁,冶金分析,2004年4期；10薛喜昌.柱面透射光栅的衍射特性光电工程,1997年4期；11贾利群等.国内光度法测定汞的现状冶金分析1998年6期；12周丰群等.FeⅢ-SCN~-体系薄层树脂相光度法测定矿石中铁冶金分析2000年3期；13周丰群等.FeⅢ—EDTA体系薄层树脂相吸光光度法测定痕量铁冶金分析2000年6期；14张大立等.Xe偶－偶同位素低激发态性质的IBM2描述，高能物理与核物理，1994年12期；15郑新灵等.四元配合物吸光光度法测定铝的研究，理化检验1999年7期16张义民等.N_2-苯浮选光度法测定天然水中痕量硒的研究.冶金分析2002年3期17孙献亭等.Sm~(3+)/Al_2O_3介孔复合体的光致发光特性，硅酸盐学报2000年5期；18周丰群等.电器设备用温度凝露控制器的研制．电力自动化设备，2002年3期；19薛喜昌等.双凸柱面透射光栅的衍射分析,淮北煤师院学报,1997年02期；20靳铁良.外力作用下平面密排钢珠系统力的分布规律,贵州大学学报,2007（1）；21靳铁良.卤化铵晶体的STE特性分析,贵州大学学报,2007（3）；22田明丽等.激光共焦扫描显微镜及其应用，光学仪器2001年01期；23袁书卿,张葛祥.基于改进遗传量子算法的FIR数字滤波器设计电讯技术2003年5期；24袁书卿,张葛祥.一种改进的遗传量子算法及其应用计算机应用与软件2003年10期；25王化冰;王彦辉.电子式电流互感器的研制,电测与仪表,2006年11期；26张柳芳;王化冰.邹有明基于直流电流传感器的选择性漏电保护系统,煤炭科学技术,2006年1期；27王化冰;张柳芳.过程控制系统及其策略,煤矿机械,2005年5期；28王化冰;张柳芳;过程控制系统及其策略,江苏电器,2005年5期；29张柳芳;邹有明,吴君.直流检测式选择性漏电保护系统设计,煤矿机电,2006年2期；30张柳芳.自动控制系统穿越频率的通用解法.甘肃联合大学学报,2005年3期；31孙献亭等..溶胶—凝胶法制备Al_2O_3气凝胶,郑州纺织工学院学报.,1999年2期；32郑新灵.任意循环极限效率的P-V图证明的再讨论,上饶师范学院学报,1999年03期；33宋月丽.选择性激光烧结零件的后处理，河西学院学报2006年10月；34靳铁良.利用VisualC++实现数字图像处理研究,河南教育学院学报,2007年01期；35黄宏春等.表面工程在口腔修复材料中的应用，通化师范学院学报，2004年第2期；36王彦辉;王化冰.传感器技术在工程建筑上的研究与应用,中国西部科技,2006年19期；37王化冰;王彦辉.过程控制综合实验系统的设计与研究,中国现代教育装备,2006年12期38王化冰;翟卫青.基于RBF神经网络的高分子湿度传感器的研究,微计算机信息2007年10期39翟卫青,王化冰.新建电子类专业加强EDA教学的思考，中国现代教育装备,2006年06期40翟卫青;王化冰.RBF神经网络在传感器故障诊断中的应用研究,山西电子技术2006年05期； 1郑新灵.对电力线教学的一些探讨和体会,大学物理,1996年1期；2周丰群.对可压缩流体若干问题的讨论,大学物理,1999年10期；3周丰群,漆安慎.在普通物理力学中介绍超音速飞行的设想,大学物理,2000年7期；4周丰群,张玉富.任意循环过程效率极限证明之我见,大学物理,1994年4期；5周丰群,也用T－S图讨论任意循环效率,大学物理，1994年12期；6靳铁良.对电力线教学的一些探讨和体会,大学物理,1996年1期；7靳铁良.普通物理中平面电磁波的一种讲授方法,大学物理,1995年4期；8靳铁良.关于普遍的洛伦兹变换式的推导,大学物理,1995年5期；9贾利群.非惯性系静力学的分析力学方法,大学物理,1999年11期；10周丰群.师范高等专科学校物理教育专业力学教学的改革与实践,物理,2002年8期；11田明丽.基于现代教学论的普通物理实验教学模式,物理实验，2000年12月；12周丰群.任意循环的卡诺循环分解的综合讨论，河南科学，2002年1期；13黄宏春等.新时期物理教学法的研究,黑龙江教育学院学报,2006年4期；14田明丽.影响普通物理实验学习迁移的因素及策略,河南教育学院学报,；15田明丽.大学物理实验探究教学内容的设计策略，新余高专学报，2006年6月；16周丰群.克劳修斯等式证明的讨论.荆州师范学院学报.2003年2期；17宋月丽.大专院校普通物理学教学探讨，内江科技,2006年1月；18宋月丽.影响普通物理实验学习迁移的因素及策略，河南教育学院学报,2004年12月；19宋月丽.大学物理实验探究教学内容的设计策略，新余髙专学报2006年6月；20王伟锋,温耐.新型数字微格教室的探讨,天中学刊2005年5期。 1郑新灵主持完成的“师专物理实验教学改革的研究”项目,获河南省世行贷款师范教育发展项目改革课题优秀成果一等奖，平顶山市科技进步一等奖；2郑新灵主持完成的”高等师范教育开展活动课程研究”项目,获河南省优秀教学成果奖二等奖；3王泳主持完成的“硅橡胶瓶体测量仪的研制”项目，获2006年度河南省科技进步二等奖和2006年度平顶山市科技进步奖一等奖；4周丰群主持完成的“KWN—1B1型温度凝露控制器的研制”项目2000年12月省科技厅鉴定，2001年获平顶山市科技进步奖一等奖；5周丰群主持完成的“HTC-1型微电脑数显温湿度控制器的研制”项目，2002年8月河南省科技厅鉴定，获平顶山市科技进步奖一等奖；6张柳芳主持完成的“低压IT电网直流检测式选择性漏电保护研究”项目，2005年通过了河南省科技厅鉴定；7王彦辉主持完成“远程控制音视频系统信号分配控制”项目,2000年7月市科委鉴定；8王泳主持完成的“平煤集团坑口电厂1#炉制粉系统的改造”项目，2004年获平顶山市科技进步贰等奖；9周丰群主持完成的“面向21世纪高等专科学校非物理专业普通物理教学内容和体系的改革与实践”项目，2002年8月河南省教育厅鉴定；10田明丽主持完成的“新课程条件下物理实验教学资源的开发与利用研究”项目，2006年2月，获市优秀社科调研课题一等奖 1新编普通物理教程，周丰群等编，中国矿业大学出版社；2物理学基础教程（上、下册），郑新灵等，中国科学技术出版社；3普通物理学（上、下册），郑新灵等，教育科学出版社；4大学物理学（上、下册），周丰群等，四川大学出版社，2001年8月；5基础力学，周丰群等，中国科学技术出版社2002年3月；6物理实验学，薛喜昌，孙献亭，田明丽，袁书卿等，东方出版社；7普通物理实验，薛喜昌等，成都科技大学出版社；8电磁学试题库，薛喜昌等，吉林大学出版社。