地球内核中的超离子铁合金及其地震速度
来源: 【Nature发现：】 阅读次数: 【1321】 发布日期: 【2022-02-11】
3.
Nature发现：地球内核中的超离子铁合金及其地震速度
Superionic
iron alloys and their seismic velocities in Earth’s inner core
Yu
He, Shichuan Sun地球化学
https://www.nature.com/articles/s41586-021-04361-x
摘要
地球的内核（IC）的密度比纯铁小，表明其内部存在较轻元素。其中，学术界认为硅、硫、碳、氧和氢是候选材料，并对铁-轻元素合金的性能进行了研究。轻元素对铁合金的地震速度、熔化温度和热导率有很大影响。然而，现有研究很少考虑在IC中轻元素的状态。本研究利用从头算分子动力学模拟发现，六边形密排铁中的氢、氧和碳在IC条件下转变为超离子态，表现出像液体一样的高扩散系数。这表明IC可以处于超固态而不是正常固态。液体样轻元素使地震速度大幅度降低，接近IC的地震观测结果。剪切波速的大幅度下降为IC的软变形提供了解释。此外，轻元素对流对IC的地震结构和磁场也有潜在影响。
4.
Nature发现：无生长惩罚的基因组编辑小麦白粉病抗性
Genome-edited
powdery mildew resistance in wheat without growth penalties
Shengnan
Li, Caixia Gao植物基因组学
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04395-9
摘要
破坏作物的易感性（S）基因是一种很有吸引力的育种策略，可以使植物具有抗病能力。然而，S基因涉及许多重要的生物学功能，这些基因的缺失通常会导致不良的多效性效应。其中一种S基因抗霉位点O（MLO）中的功能缺失突变，在各种植物物种中提供了持久和广谱的白粉病抗性。然而，与mlo相关的抗性也会产生生长惩罚和产量损失，从而限制了其在农业中的广泛使用。本文研究了Tamlo-R32，即小麦MLO-B1位点上304 kb碱基的靶向缺失突变体，该突变体保持了小麦的生长和产量，同时提供了强大的白粉病抗性。研究发现，这种缺失导致了局部染色质景观的改变，导致液泡质体单糖转运体3（TaTMT3B）的异位激活，这种激活减轻了生长，并产生了与MLO破坏相关的惩罚。值得注意的是，TMT3的功能在其他植物物种如拟南芥中也是保守的。此外，精确的基因组编辑有助于将这种mlo抗性等位基因（Tamlo-R32）快速引入优质小麦品种。这对于培育具有强大且持久抗病能力的高产作物品种至关重要。
5.
Nature最新：用深度强化学习超越冠军GT赛车手
Outracing
champion Gran Turismo drivers with deep reinforcement learning
Peter
R. Wurman, Samuel Barrett人工智能
https://www.nature.com/articles/s41586-021-04357-7
摘要
人工智能的许多潜在应用包括在与人类交互的同时，在物理系统中做出实时决策。赛车就是这些情况的一个极端例子；司机必须在车辆牵引极限内操纵复杂的战术动作，以超越或阻挡对手。赛车模拟，如PlayStation游戏Gran Turismo，真实再现了真实赛车的非线性控制挑战，同时也封装了复杂的多代理交互。本研究描述了我们是如何训练Gran Turismo代理，使其能够与世界上最好的电子竞技车手竞争。本研究将最先进无模型的深度强化学习算法与混合场景训练相结合，以学习一种综合控制策略，将非凡速度与令人印象深刻的战术相结合。此外还构建了奖励函数，使代理能够在遵守重要但不明确的赛车规则的同时具有竞争力。通过在与四个世界上最好的Gran Turismo车手的正面竞争中获胜，本研究演示了游戏代理Gran Turismo Sophy的能力。通过描述如何训练冠军级别的赛车手，本研究演示了在代理必须尊重未精确定义的人类规范的领域中使用这些技术来控制复杂动态系统的可能性和挑战。
6.
Nature发现：反铁磁体本征磁场的真实空间可视化
Real-space
visualization of intrinsic magnetic fields of an antiferromagnet
Yuji
Kohno, Naoya Shibata工程
https://www.nature.com/articles/s41586-021-04254-z
摘要
在材料和器件中，设计和控制纳米磁性的核心是在原子尺度表征磁性结构的特性。然而，在此维度上，磁场的真实空间可视化一直是极具挑战性的。近年来，原子分辨率微分位相衬度扫描透射电子显微镜（DPC STEM）可以直接成像单个原子内部的电场分布。在无磁场环境下，本研究使用原子分辨率DPC STEM可视化了反铁磁赤铁矿（α-Fe2O3）内部磁场分布的真实空间。通过去除原子电场引起的相移分量，采用单元平均法提高信噪比，实现了α-Fe2O3内部磁场的真实空间可视化。这些结果为许多磁性结构的真实空间表征开辟了新的可能性。