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伴随生活水平提高与精细化饮食，运动减少与摄食过多导致的肥胖与糖尿病等代谢性慢病问题日益严峻，而饮食干预与合理膳食是慢病防控的有效策略之一。抗性淀粉（Resistant Starch，RS）是健康人小肠内难以消化吸收的淀粉及降解物的总称。作为新型的膳食纤维，抗性淀粉在预防和控制糖尿病、降低血脂、控制体重和维持肠道健康等方面有着重要的生理功能。水稻是我国主要的粮食作物，但普通水稻品种中抗性淀粉含量很低...
中国科学院物理研究所离子层状基元数据库的构建和应用取得进展（图）
离子层状 基元数据库 超导电性 拓扑
2023/6/28
固体层状材料由二维或准二维层状基元沿某一个方向堆垛而成，根据基元层间相互作用类型可以分为范德华层状材料和离子型层状材料。范德华层状材料是由电中性二维基元堆垛而成，且由于层间堆垛方式、转角等不同可以展现出一系列新奇物性。最近五六年，研究人员在二维范德华层状材料数据库构建方面已经取得了重要进展，极大促进了相关领域发展。与之相比，离子型层状材料由带正和负电荷的二维基元堆垛而成，例如铁基超导体LaOFeA...
中国科学院物理研究所铁基超导体中超导与奇异金属态在压力下的共存共灭现象（图）
铁基超导体 奇异金属态 函数
2023/6/28
低温下电阻随温度的线性变化是奇异金属态的一个重要特征，在非常规超导材料中经常发现。高温超导电性对这种奇异金属态的依赖关系一直是高温超导机理研究中备受关注的问题，可能隐含了破解高温超导机理的“密码”。一般情况下，高温超导体的电阻随温度的变化既包含线性项，也包含温度的平方项，近似可用一个温度的幂律函数，R(T) = R0 + ATα, 或是R (T) = R0+ AT + BT2 来描述。幂指数 α=...
中国科学院半导体研究所在非互易光学介质几何理论方面取得进展（图）
非互易 光学介质 几何理论
2023/5/24
光在复杂介质中的传播是光学和相对论的经典课题。在爱因斯坦提出广义相对论不久，W. Gordon，I. E. Tamm和G. V. Skrotskii等将费马原理推广到弯曲时空。1960年，J. Plebanski指出弯曲时空度规的空间分量和时空混合分量分别等价于非均匀各向异性光学介质的折射率(介电常数与磁导率)和反对称非互易磁电耦合参数。上述结果已被广泛应用于引力场量子效应的实验室模拟。2006年...
中国科学院大数据助力地球系统科学步入数字孪生（图）
大数据 地球系统 非线性
2023/5/31
球大数据的爆炸式增长推动着地球系统科学向数据密集型范式（Data-intensive paradigm）转变，并为破译和解析复杂的地球系统奠定了基础。如何从海量、多源、异构、泛在的地球大数据中汲取所需的信息和知识，实现数据-信息-知识-决策链条的贯通，亟需更加行之有效的解决方案。
中国科学院物理研究所铁基超导体中磁通涡旋纳米尺度精准操控的实现（图）
铁基超导体 磁通涡旋 纳米尺度 拓扑
2023/6/28
理论学家指出在拓扑超导体中的磁通涡旋中心存在马约拉纳零能模，可以实现拓扑量子计算。对磁通涡旋中心马约拉纳零能模的编织操纵是实现拓扑量子计算的重要一步，但在实验上具有非常大的挑战性。目前，实验上确认磁通涡旋中心马约拉纳零能模主要依赖极低温扫描隧道显微镜的局域测量，受空间不均匀性影响，实现磁通涡旋纳米尺度的操控至关重要。然而，目前实验上已报道的利用局域磁力和局域热效应等磁通涡旋方式操纵精度都在百纳米到...
中国科学院心理所揭示海马长轴编码多尺度目标距离（图）
心理所 海马长轴编码 多尺度目标距离
2023/5/18
高效的导航行为需要实时加工当前位置与目的地之间的距离，以便选择最优路线到达目的地。想象一下地铁换乘情景：您不仅需要跟踪线路信息（比如到目的地之前需要换乘几次），而且需要知道一些具体的细节（比如换乘前需要经过多少站）。导航过程需要对当前位置与目的地之间的距离进行多尺度（粗粒度-细粒度）表征，然而其背后的神经机制尚不清楚。
大量研究表明神经振荡与学习记忆之间存在密切关联。中国科学院心理健康重点实验室...
中国科学院物理所实现过渡金属硫属化合物的拓扑表面态及其朗道量子化的调控
金属硫属化合物 拓扑表面态 量子化
2023/5/11
调控电子的多种量子自由度，例如自旋、谷、轨道、旋度等是构筑新型功能器件的物理基础。拥有自旋轨道锁定拓扑表面态的拓扑量子材料是一个研究调控拓扑保护量子态多自由度的理想材料体系。二维的拓扑表面态在强磁场下将会发生朗道量子化现象，利用朗道能级谱学，可以精细测量拓扑表面态量子自由度的变化，从而进一步调控量子自由度。近年来，研究人员发现，过渡金属硫属化合物（TMDs）是一个含有丰富拓扑物性的体系。例如，TM...
2023年4月27日至28日，由中国科学院广州能源研究所牵头承担的“十四五”国家重点研发计划“可再生能源技术”重点专项“多元生物质醇类原料定向解聚增效预处理技术”项目启动暨实施方案论证会在广州召开。科技部高技术中心能源交通处处长蒋志君、中国科学院重大任务局材料能源处处长何京东出席会议。会议成立了以中国林业科学研究院林产化学工业研究所蒋剑春院士为组长、中国科学院广州分院副院长吴创之研究员、东南大学肖...
着组织工程领域的发展，生物材料界面与细胞的相互作用及物理机制成为研究热点。生物界面的拓扑形貌可有效调控细胞行为并影响细胞功能。而体内的一些生理过程如胚胎发育、免疫应答以及组织更新与重塑等往往涉及多细胞的集体行为。肿瘤的侵袭和转移也与集体细胞的协调运动有关。细胞球作为一种体外三维细胞培养模型，具有强烈的细胞-细胞相互作用，可在细胞生理学、信号通路、基因和蛋白表达以及气体/营养物质梯度等方面更好地模拟...
中国科学院物理研究所非厄米多带系统中例外简并的非阿贝尔拓扑（图）
非厄米多带系统 非阿贝尔 拓扑
2023/6/28
非厄米体系在过去几年受到理论和实验学家的广泛关注，其相关物理性质的研究仍在蓬勃发展。较于厄米哈密顿量描述的体系，非厄米系统拥有例外点/线（Exceptional point/line）、趋肤效应等独有特征。其中例外点是一种与Dirac点和Weyl点完全不同的能级简并点。在例外点处，简并的本征能量一般呈现分数型色散关系且对应的本征波函数合并（coalescence）。非厄米例外点在很多有趣的现象或功...
随着全球降水波动的加剧，极端干旱和极端湿润年份出现的频率增加是未来全球气候变化的显著特征。草原生态系统生产力对降水变化颇为敏感，揭示草原生态系统如何对极端降水变化做出响应，对于探讨和预测未来气候变化对陆地生态系统的影响至关重要。目前，预测草原生产力对降水变化的响应多基于线性模型，但随着极端干旱、湿润程度的加剧以及极端降水年份出现频次的增加，草原生产力对降水量变化是否仍遵从线性响应规律及其背后的驱动...
中国科学院大气物理研究所专利：一种嵌入模糊集状态的自适应多步预报方法和系统
随着全球降水波动的加剧，极端干旱和极端湿润年份出现的频率增加是未来全球气候变化的显著特征。草原生态系统生产力对降水变化十分敏感，揭示草原生态系统如何对极端降水变化做出响应对于理解和预测未来气候变化对陆地生态系统的影响至关重要。目前，预测草原生产力对降水变化的响应多基于线性模型，但是随着极端干旱、湿润程度的加剧以及极端降水年份出现频次的增加，草原生产力对降水量变化是否仍遵从线性响应规律及其背后的驱动...