全球首個(gè)億級(jí)參數(shù)量地震波大模型發(fā)布

“諦聽”地震波大模型日前在國(guó)家超級(jí)計(jì)算成都中心發(fā)布，將于2024年年底公測(cè)。據(jù)介紹，這是全球首個(gè)億級(jí)參數(shù)量的專業(yè)地震數(shù)據(jù)處理大模型。

地震學(xué)是一門觀測(cè)科學(xué)，重大的突破往往來(lái)自對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)的深刻理解。目前，傳統(tǒng)方法和中小模型均無(wú)法充分利用千、百萬(wàn)兆字節(jié)（TB）級(jí)別的地震觀測(cè)數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)蘊(yùn)含許多重要的地震學(xué)問(wèn)題，只有大模型才能深入挖掘這些“寶藏”。

“諦聽”地震波大模型的發(fā)布對(duì)于突破中小地震波模型性能瓶頸、提高地震大數(shù)據(jù)智能處理能力和信息挖掘水平具有重要意義。“諦聽”大模型依托中國(guó)地震觀測(cè)網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)，相比過(guò)去的地震波小模型，它的訓(xùn)練數(shù)據(jù)量和參數(shù)量都增加了兩個(gè)量級(jí)以上，因此對(duì)算力的需求也呈現(xiàn)大幅增長(zhǎng)。以國(guó)家超級(jí)計(jì)算成都中心的算力支持為基礎(chǔ)，中心采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)技術(shù)為大模型開發(fā)提供支撐，同時(shí)在研發(fā)過(guò)程中為科研團(tuán)隊(duì)的代碼運(yùn)行效率優(yōu)化提供了關(guān)鍵技術(shù)支持，使得“諦聽”的研發(fā)過(guò)程更加順暢高效。未來(lái)，“諦聽”地震波大模型的應(yīng)用場(chǎng)景還有望延伸到礦震監(jiān)測(cè)、頁(yè)巖氣開采、城市地下空間結(jié)構(gòu)探測(cè)、海底地震監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域。

我國(guó)科學(xué)家在月壤中首次發(fā)現(xiàn)分子水

我國(guó)科學(xué)家在“嫦娥五號(hào)”帶回的月球樣本中，發(fā)現(xiàn)了月球上一種富含水分子和銨的未知礦物晶體——ULM-1。這標(biāo)志著科學(xué)家首次在月壤中發(fā)現(xiàn)了分子水，揭示了水分子和銨在月球上的真實(shí)存在形式。研究成果近日在學(xué)術(shù)期刊《自然·天文學(xué)》（Nature Astronomy）在線發(fā)表。

“嫦娥五號(hào)”采集的月壤樣品屬于最年輕的玄武巖，是迄今為止緯度最高的月球樣品，為月球水的研究提供了新機(jī)遇。我國(guó)科研人員開展的這項(xiàng)研究基于單晶衍射和化學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，這些月球水和銨以一種成分為（NH4，K，Cs，Rb）MgCl3·6H2O的水合礦物形式出現(xiàn)。這個(gè)礦物分子式中含有多達(dá)6個(gè)結(jié)晶水，水分子在樣品中的質(zhì)量比高達(dá)41%。紅外光譜和拉曼光譜上均可以清晰地觀察到源于水分子和銨的特征振動(dòng)峰。晶體的電荷密度可以清晰地看到水分子中的氫。ULM-1的晶體結(jié)構(gòu)和組成與地球上近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的一種稀有火山口礦物相似。地球上，這個(gè)礦物是由熱玄武巖與富含水和氨的火山氣體相互作用形成的。這為月球上的水和氨的來(lái)源提供了新線索。

為了確保這一發(fā)現(xiàn)的準(zhǔn)確性，研究進(jìn)行了嚴(yán)格的化學(xué)和氯同位素分析。納米二次離子質(zhì)譜數(shù)據(jù)表明，這個(gè)礦物的Cl同位素組成和地球礦物顯著不同，與月球上的礦物相符。研究人員對(duì)這個(gè)礦物化學(xué)成分和形成條件進(jìn)行分析，進(jìn)一步排除了地球污染或火箭尾氣作為這種水合物的來(lái)源。這個(gè)六水礦物的存在為月球火山氣體的組成給出了重要的約束。熱力學(xué)分析顯示，月球火山氣體中水的含量下限與目前地球中最為干燥的倫蓋火山相當(dāng)。這揭示了復(fù)雜的月球火山脫氣歷史，對(duì)探討月球的演化過(guò)程具有重要意義。

我國(guó)南海發(fā)現(xiàn)9個(gè)海洋軟體

動(dòng)物新物種

通過(guò)多次在南海進(jìn)行海洋調(diào)查，近日，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)并命名了9個(gè)海洋軟體動(dòng)物的新物種。

這次發(fā)現(xiàn)的貝類新種中有4種采自深海。徐氏熱液石鱉是一種較為罕見(jiàn)的深海多板綱軟體動(dòng)物，身體呈長(zhǎng)橢圓形，背部有8塊殼板，中央隆起，周邊表面有密布的方形鱗片。這一物種是為紀(jì)念徐鳳山先生在貝類學(xué)分類領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)而命名的。素萍新月梭螺是一種采自南海珍貝海山的海螺。物種貝殼呈梨型，殼色為粉紅色，表面刻紋交織在一起呈現(xiàn)網(wǎng)狀紋理。研究人員結(jié)合物種形態(tài)及對(duì)細(xì)微結(jié)構(gòu)的掃描電鏡觀察，證實(shí)了這一新種為首個(gè)以軟軸水螅為食的珊瑚寄生螺科種類。橢滿月蛤和海馬小云母蛤是發(fā)現(xiàn)于南海海馬冷泉滲口附近的雙殼動(dòng)物，能與其體內(nèi)的化能合成微生物形成共生關(guān)系，這些微生物可為它們提供能量。

南海淺海也表現(xiàn)出豐富的物種多樣性，研究人員在南海近岸淺海及潮間帶灘涂等生境共發(fā)現(xiàn)5種雙殼貝類新種。其中，細(xì)刀蟶殼形細(xì)長(zhǎng)，這一特征明顯區(qū)別于其他近緣物種。三角胖櫻蛤殼表白紅相間，其殼內(nèi)呈漂亮的淺玫瑰色，殼形為三角形。突角胖櫻蛤殼表為純白色布滿片狀同心刻紋，后腹角十分突出，可能與其生活在水深較深的潮下帶而需要更長(zhǎng)的水管有關(guān)。小胖櫻蛤個(gè)體較小，殼質(zhì)脆弱，不透明，呈三角卵圓形。徐氏櫻蛤殼薄、易碎、半透明、橢圓形。

這些新物種的發(fā)現(xiàn)，一方面凸顯了南海豐富的生物多樣性，另一方面也表明我國(guó)對(duì)南海生物的探索和了解仍有不足。運(yùn)用多種研究手段充分認(rèn)知南海的生物多樣性，可為南海及我國(guó)的海洋生物多樣性保護(hù)與管理提供科學(xué)的數(shù)據(jù)和建議。

世界上最小尺寸的斯格明子

賽道器件單元問(wèn)世

近期，我國(guó)科學(xué)家利用聚焦離子束微納器件制備技術(shù)制備出了世界上最小尺寸的斯格明子賽道器件單元（賽道寬度100納米）。研究人員結(jié)合高時(shí)空分辨原位洛倫茲電鏡技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了納秒電脈沖驅(qū)動(dòng)下，100納米寬度賽道中80納米磁斯格明子一維、穩(wěn)定、高效的運(yùn)動(dòng)，為構(gòu)筑高密度、高速度、可靠的新型拓?fù)浯烹娮訉W(xué)器件提供了重要支撐。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《自然·通訊》。

實(shí)現(xiàn)電流驅(qū)動(dòng)下磁斯格明子在納米賽道中穩(wěn)定、可控的運(yùn)動(dòng)，是器件構(gòu)筑中最核心的問(wèn)題之一。然而，有兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題仍未得到有效解決：一是器件特征尺寸太大，目前實(shí)驗(yàn)上展示的最小條帶寬度大于400納米，不符合器件的高密度要求；二是斯格明子霍爾效應(yīng)，磁斯格明子由于自身獨(dú)特的拓?fù)鋵傩裕谶\(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，這會(huì)導(dǎo)致其運(yùn)動(dòng)軌跡不可控，并且容易在賽道邊界消失，是器件構(gòu)筑的重要障礙。

針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題，我國(guó)科學(xué)家發(fā)展了器件結(jié)構(gòu)單元聚焦離子束加工制備技術(shù)，設(shè)計(jì)制備出厚度均勻、邊界/表面平整、非晶層厚度小于2納米的高質(zhì)量FeGe納米條帶。FeGe納米條帶的長(zhǎng)度10微米，寬度100納米，為目前報(bào)道的最小尺寸。

此外，團(tuán)隊(duì)還研制了透射電鏡原位加電芯片，擴(kuò)展了洛倫茲透射電鏡原位加電功能。他們通過(guò)控制電流脈沖寬度及電流密度，利用賽道邊界的邊緣態(tài)磁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定斯格明子運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了單個(gè)80納米大小的磁斯格明子在100納米FeGe賽道中的一維、穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。

這些結(jié)果展示了納米賽道中磁斯格明子高速、穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)特性，為基于磁斯格明子器件的構(gòu)筑奠定了基礎(chǔ)。

我國(guó)科學(xué)家研發(fā)新型

丙烯催化劑登上《科學(xué)》封面

丙烯是世界上產(chǎn)量最大的化工品之一，也是塑料、橡膠、纖維、醫(yī)藥等領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)化工原料。近日，一項(xiàng)我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)的突破性研究成果以封面論文形式在《科學(xué)》上發(fā)表。這個(gè)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種成本低廉、對(duì)環(huán)境友好的新型丙烯催化劑，為低碳烯烴生產(chǎn)技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展奠定了催化科學(xué)基礎(chǔ)。

在眾多丙烯生產(chǎn)技術(shù)中，丙烷脫氫工藝因經(jīng)濟(jì)效益高、石油依賴低成為主流選擇。然而，傳統(tǒng)丙烷脫氫催化劑原料稀缺且昂貴、環(huán)境污染嚴(yán)重，導(dǎo)致行業(yè)面臨可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)。

科研團(tuán)隊(duì)圍繞“雙碳”目標(biāo)，大膽提出使用價(jià)格低廉且對(duì)環(huán)境友好的氧化物與金屬產(chǎn)生電子作用，從而促進(jìn)催化過(guò)程的科學(xué)假設(shè)。根據(jù)這一思路，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出氧化鈦-鎳復(fù)合催化劑。據(jù)介紹，我國(guó)鈦儲(chǔ)量居世界前列，全球鎳資源也十分豐富。團(tuán)隊(duì)通過(guò)控制氧化鈦在金屬鎳顆粒表面的覆蓋程度，實(shí)現(xiàn)了氧化鈦和鎳之間電子轉(zhuǎn)移的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，在提升催化活性的同時(shí)，抑制了裂解、積碳等副反應(yīng)的發(fā)生。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這種新型催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的丙烯選擇性及穩(wěn)定性，性能優(yōu)于國(guó)際同類產(chǎn)品。其可節(jié)約成本30%～50%，同時(shí)實(shí)現(xiàn)催化劑制備使用過(guò)程無(wú)毒且低能耗，為發(fā)展下一代高效、廉價(jià)、環(huán)?？沙掷m(xù)的丙烯催化劑奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。