自然（20230223出版）一周论文导读

　　编译李言
　　Nature，23February2023，Volume614Issue7949
　　《自然》2023年2月23日，第614卷，7949期
　　天文学Astronomy
　　Identificationofcarbondioxideinanexoplanetatmosphere
　　系外行星大气中二氧化碳的识别
　　作者：JWSTTransitingExoplanetCommunityEarlyReleaseScienceTeam
　　链接：
　　https：www。nature。comarticless4158602205269w
　　摘要：
　　在这里，我们介绍由詹姆斯韦布空间望远镜（JWST）透射光谱观测中发现的热气体巨星WASP39b大气中二氧化碳的检测。
　　本研究中使用的数据波长跨度为3。05。5微米，在4。3微米处展示了明显的二氧化碳吸收特征。整个光谱与一维的10倍太阳金属丰度模型十分匹配，该模型假设辐射对流热化学平衡，并具有中等的云不透明度。
　　模型预测，除二氧化碳之外，大气中应该有水、一氧化碳和硫化氢，以及极少的甲烷。此外，我们还试探性地检测到一个在4。0微米附近的细微吸收特征，但模型没有再现。
　　Abstract：
　　HerewepresentthedetectionofCO2intheatmosphereofthegasgiantexoplanetWASP39bfromtransmissionspectroscopyobservationsobtainedwithJWSTaspartoftheEarlyReleaseScienceprogramme。Thedatausedinthisstudyspan3。05。5micrometresinwavelengthandshowaprominentCO2absorptionfeatureat4。3micrometres（26sigmasignificance）。Theoverallspectrumiswellmatchedbyonedimensional，tentimessolarmetallicitymodelsthatassumeradiativeconvectivethermochemicalequilibriumandhavemoderatecloudopacity。Thesemodelspredictthattheatmosphereshouldhavewater，carbonmonoxideandhydrogensulfideinadditiontoCO2，butlittlemethane。Furthermore，wealsotentativelydetectasmallabsorptionfeaturenear4。0micrometresthatisnotreproducedbythesemodels。
　　物理学Physics
　　Suppressingquantumerrorsbyscalingasurfacecodelogicalqubit
　　通过扩展表面编码逻辑量子位来抑制量子误差
　　作者：GoogleQuantumAI
　　链接：
　　https：www。nature。comarticless41586022054341
　　摘要：
　　在此，我们报告了跨几个代码尺寸的逻辑量子位性能缩放的测试结果，证明了我们的超导量子位系统具有足够的性能来克服增加量子位数量带来的额外误差。我们发现，distance5逻辑量子位的普遍性能略优于distance3逻辑量子位，在25个周期及每周期的逻辑错误概率方面。
　　为了调查破坏性的低概率错误源，我们运行了distance25的重复代码，并观察到由单个高能事件设置的每个循环层的1。7106错误率。模拟实验，提取误差预算，将是未来系统的最大挑战。
　　这些结果标志着，量子纠错开始随着量子比特数的增加而提高性能，展示达到计算所需的逻辑错误率的之路。
　　Abstract：
　　Herewereportthemeasurementoflogicalqubitperformancescalingacrossseveralcodesizes，anddemonstratethatoursystemofsuperconductingqubitshassufficientperformancetoovercometheadditionalerrorsfromincreasingqubitnumber。Wefindthatourdistance5surfacecodelogicalqubitmodestlyoutperformsanensembleofdistance3logicalqubitsonaverage，intermsofbothlogicalerrorprobabilityover25cyclesandlogicalerrorpercycle（（2。9140。016）comparedto（3。0280。023））。Toinvestigatedamaging，lowprobabilityerrorsources，werunadistance25repetitioncodeandobservea1。7106logicalerrorpercyclefloorsetbyasinglehighenergyevent（1。6107excludingthisevent）。Weaccuratelymodelourexperiment，extractingerrorbudgetsthathighlightthebiggestchallengesforfuturesystems。Theseresultsmarkanexperimentaldemonstrationinwhichquantumerrorcorrectionbeginstoimproveperformancewithincreasingqubitnumber，illuminatingthepathtoreachingthelogicalerrorratesrequiredforcomputation。
　　Thequantumtwistingmicroscope
　　量子扭曲显微镜
　　作者：A。Inbar，J。Birkbeck，J。Xiao，T。Taniguchi，K。Watanabe，B。Yan，Y。Oreg，AdyStern，E。BergS。Ilani
　　链接：
　　https：www。nature。comarticless4158602205685y
　　摘要：
　　在此，我们展示了一种能在其尖端进行局部干涉实验的新型扫描探针显微镜，量子扭曲显微镜（QTM）。QTM基于独特的范德华尖端，允许创建原始的二维异质结，为电子隧穿进入样品提供了大量相干干扰路径。
　　通过在尖端和样品之间添加一个连续扫描的扭曲角，这种显微镜可以沿着动量空间中的一条线探测电子，类似于扫描隧道显微镜沿着真实空间中的一条线探测电子。
　　通过一系列实验，我们在尖端展示了室温量子相干，研究了扭曲双层石墨烯的扭曲角演化，并且对单层和扭曲双层石墨烯的能带进行直接成像，最后施加大的局部压力，同时观察到转角双层石墨烯低能带的逐渐变平。QTM为量子材料的新实验开辟了道路。
　　Abstract：
　　Here，wedemonstrateaconceptuallynewtypeofscanningprobemicroscopethequantumtwistingmicroscope（QTM）capableofperforminglocalinterferenceexperimentsatitstip。TheQTMisbasedonauniquevanderWaalstip，allowingthecreationofpristinetwodimensionaljunctions，whichprovideamultitudeofcoherentlyinterferingpathsforanelectrontotunnelintoasample。Withtheadditionofacontinuouslyscannedtwistanglebetweenthetipandsample，thismicroscopeprobeselectronsalongalineinmomentumspacesimilartohowascanningtunnellingmicroscopeprobeselectronsalongalineinrealspace。Throughaseriesofexperiments，wedemonstrateroomtemperaturequantumcoherenceatthetip，studythetwistangleevolutionoftwistedbilayergraphene，directlyimagetheenergybandsofmonolayerandtwistedbilayergrapheneand，finally，applylargelocalpressureswhilevisualizingthegradualflatteningofthelowenergybandoftwistedbilayergraphene。TheQTMopensthewayfornewclassesofexperimentsonquantummaterials。
　　地球科学Geoscience
　　Lessextremeandearlieroutburstsoficedammedlakessince1900
　　自1900年以来较温和的早期冰坝湖泊爆发
　　作者：GeorgVeh，NatalieLtzow，JennyTamm，LisaV。Luna，RomainHugonnet，KristinVogel，MartenGeertsema，JohnJ。ClagueOliverKorup
　　链接：
　　https：www。nature。comarticless41586022056429
　　摘要：
　　在此，通过整理6个主要山区的1569个冰坝失效情况，我们系统地评估了1900年至2021年期间的峰值流量、体积、周期和海拔高度的趋势。我们发现，在这段时间内，6个地区中5个地区的极端峰值流量和流量（最高10）下降了约一个数量级，而中位数洪水流量下降较少或保持不变。
　　现在世界各地的冰坝洪水发源于海拔较高的地区，发生时间比1900年提前了大约6个星期。个别反复爆发的冰坝湖泊在规模和发生时间上表现出类似的负趋势，尽管与冰川变薄只有中度相关性。
　　我们预计，在不久的将来，即使冰川变薄和退缩，冰坝也将继续坍塌。然而，预计到21世纪末，几乎所有地区都将出现广泛的冰川消退，这可能会使大多数火山爆发活动停止。
　　Abstract：
　　Here，bycollating1，569icedamfailuresinsixmajormountainregions，wesystematicallyassesstrendsinpeakdischarge，volume，annualtimingandsourceelevationbetween1900and2021。Weshowthatextremepeakflowsandvolumes（10percenthighest）havedeclinedbyaboutanorderofmagnitudeoverthisperiodinfiveofthesixregions，whereasmedianflooddischargeshavefallenlessorhaveremainedunchanged。Icedamfloodsworldwidetodayoriginateathigherelevationsandhappenaboutsixweeksearlierintheyearthanin1900。Inpidualicedammedlakeswithrepeatedoutburstsshowsimilarnegativetrendsinmagnitudeandearlieroccurrence，althoughwithonlymoderatecorrelationtoglacierthinning。Weanticipatethaticedamswillcontinuetofailinthenearfuture，evenasglaciersthinandrecede。Yetwidespreaddeglaciation，projectedfornearlyallregionsbytheendofthetwentyfirstcentury，maybringmostoutburstactivitytoahalt。
　　SeveremultiyeardroughtcoincidentwithHittitecollapsearound11981196BC
　　约公元前11981196年间与赫梯帝国崩溃同时发生的严重多年干旱
　　作者：SturtW。Manning，CindyKocik，BritaLorentzenJedP。Sparks
　　链接：
　　https：www。nature。comarticless4158602205693y
　　摘要：
　　在此，我们研究了公元前1200年左右赫梯帝国的崩溃。赫梯帝国是跨越五个世纪的古代世界强国之一，其以安纳托利亚半干旱地区为中心，政治和社会经济联系遍及整个古代近东和东地中海，尽管长期面临社会政治、经济和环境挑战，但这也在很长一段时间内证明了帝国的韧性。
　　对安纳托利亚中部当代杜松树的年轮宽度和稳定同位素记录的检查，提供了高分辨率的干燥记录。该分析确定了公元前1198年至1196年（3）年间曾存在一个异常严重的连续干旱期，这可能预示了一个临界点，并标志着一种同样可以推翻当代风险缓冲实践的事件。
　　Abstract：
　　HereweexaminethecollapseoftheHittiteEmpirearound1200BC。TheHittiteswereoneofthegreatpowersintheancientworldacrossfivecenturies，withanempirecentredinasemiaridregioninAnatoliawithpoliticalandsocioeconomicinterconnectionsthroughouttheancientNearEastandEasternMediterranean，whichforalongtimeprovedresilientdespitefacingregularandintersectingsociopolitical，economicandenvironmentalchallenges。ExaminationofringwidthandstableisotoperecordsobtainedfromcontemporaryjunipertreesincentralAnatoliaprovidesahighresolutiondrynessrecord。Thisanalysisidentifiesanunusuallyseverecontinuousdryperiodfromaround1198to1196（3）BC，potentiallyindicatingatippingpoint，andsignalsthetypeofepisodethatcanoverwhelmcontemporaryriskbufferingpractices。
　　生物学Biology
　　Originationofthemodernstylepersitygradient15millionyearsago
　　现代多样性梯度的起源是1500万年前
　　作者：IsabelS。Fenton，TracyAze，AlexanderFarnsworth，PaulValdesErinE。Saupe
　　链接：
　　https：www。nature。comarticless41586023057126
　　摘要：
　　在此，我们以高时空分辨率量化了过去4000万年浮游有孔虫中纬度多样性梯度格局（LDG）的出现，发现现代梯度仅出现在1500万年前。
　　空间和时间模型表明，浮游有孔虫的LDG可能受水柱物理结构的控制。在1500万年前，随着低纬度垂直温度梯度的增加，纬度温度梯度的突然变陡可能增强了生态位划分，并为低纬度物种形成提供了更多机会。
　　我们的发现低纬度物种形成率越高，多样性梯度越陡峭，与浮游有孔虫深度划分的时空模式一致支持了这一假设。高纬度物种的灭绝也强化了LDG，但这种影响往往比物种形成更弱。我们的研究结论推进了对海洋纬度多样性梯度格局在长时间尺度上的演化的理解。
　　Abstract：
　　HerewequantifytheemergenceoftheLDGinplanktonicforaminiferaathighspatiotemporalresolutionoverthepast40millionyears，findingthatamodernstylegradientaroseonly15millionyearsago。SpatialandtemporalmodelssuggestthatLDGsforplanktonicforaminiferamaybecontrolledbythephysicalstructureofthewatercolumn。Steepeningofthelatitudinaltemperaturegradientover15millionyearsago，associatedwithanincreasedverticaltemperaturegradientatlowlatitudes，mayhaveenhancednichepartitioningandprovidedmoreopportunitiesforspeciationatlowlatitudes。Supportingthishypothesis，wefindthathigherratesoflowlatitudespeciationsteepenedthepersitygradient，consistentwithspatiotemporalpatternsofdepthpartitioningbyplanktonicforaminifera。ExtirpationofspeciesfromhighlatitudesalsostrengthenedtheLDG，butthiseffecttendedtobeweakerthanspeciation。OurresultsprovideastepchangeinunderstandingtheevolutionofmarineLDGsoverlongtimescales。