引力波探测十周年之际，中国科学院紫金山天文台牵头团队，利用GW230814双黑洞并合事件，成功对黑洞面积定律开展新检验，有力佐证了该定律及广义相对论的有效性。
　　中国科学院遗传与发育生物学研究所取得新突破，首次揭示水稻耐热关键分子机制，为培育耐高温、高产水稻品种提供重要理论依据，助力应对气候变化对农业的影响。
　　基于国际科技创新中心网络服务平台科创热榜每日榜单形成的一周科技记忆，我们推出《一周前沿科技盘点》专栏。今天，为大家带来第178期。
　　1.《Science Bulletin》丨以高信噪比双黑洞事件为黑洞热力学提供新验证
　　黑洞面积定律是黑洞热力学的基础，它指出在经典物理过程中，黑洞事件视界总面积不会减少，此前该定律一直缺乏直接的观测验证。引力波天文学的出现，尤其是双黑洞并合事件，为检验该定律提供了理想条件。
　　引力波探测十周年时，中国科学院紫金山天文台牵头的科研团队，选取第四期引力波源目录中信噪比极高的GW230814双黑洞并合事件，开展了相关检验。该事件之所以被选中，是因为其极高的信噪比保证了信号清晰，合适的黑洞质量与自旋参数，也让并合前后的信号都能被精准捕捉，便于推断黑洞参数。团队分别对该事件的旋近和铃宕阶段进行参数推断，计算事件视界面积变化，并考虑了天空定位误差、波形模板误差等多项不确定因素。结果显示，并合后黑洞的事件视界面积，以4.1σ的统计置信度大于并合前两个黑洞的面积之和，有力支持了黑洞面积定律。
　　此次研究进一步验证了广义相对论在极端物理环境中的有效性，为后续探索黑洞量子效应、量子引力理论奠定了基础。未来第三代引力波探测器建成后，有望实现更高精度的研究。
　　2.《Advanced Science》丨多亚基协同助力水稻耐热育种
　　了解植物在高温下的生长发育调控机制，既能帮助预测气候变化对农业的影响，也能为培育耐高温作物提供理论支持。
　　中国科学院遗传与发育生物学研究所首次发现，水稻中的26S蛋白酶体β4亚基TOGR3，能通过泛素-蛋白酶体系统，精准调控糖代谢酶的周转，维持水稻体内糖的稳定，从而让水稻在高温下既能正常生长，又能提高耐热能力。研究表明，TOGR3促进的糖积累，不仅能为水稻生长提供能量，还能通过调节叶片气孔的开合，增强叶片的冷却效果，帮助水稻抵御高温。值得一提的是，当TOGR3与另一个α2亚基TT1协同过量表达时，水稻的耐热性会进一步提升，展现出多亚基协同育种的潜力。
　　该研究明确了调控水稻生长与耐热平衡的关键机制，为培育高产、广适的耐高温作物，提供了新的分子靶点和育种思路。
　　3.《Science》丨激光法创制自支撑铁电薄膜
　　铁电材料内部有类似“电学指南针”的结构，可自发形成电荷分离的极化状态，且极化方向可通过外部电场反转，在信息存储、人工智能等领域前景广阔。
　　这类材料中，极化方向一致的区域为铁电畴，分隔它们的界面为畴壁，传统认为三维晶体中畴壁是二维结构。萤石结构铁电材料的特殊晶格排列，可能形成一维带电畴壁。中国科学院物理所团队利用激光分子束外延法，制备出仅十个晶胞厚的萤石结构铁电薄膜，通过化学方法使其脱离衬底，制成自支撑薄膜，从而构建出理想的研究体系。团队借助电子显微镜技术，在原子尺度观测并操控了一维带电畴壁，发现其厚度和宽度均为埃级，氧离子或氧空位充当“胶水”稳定了畴壁，还通过电子辐照实现了对畴壁的人工操控。
　　该成果打破传统认知，阐明了极化切换与氧离子传输的耦合关系，为开发高密人工智能器件提供了科学支撑。
　　4.《Journal of Hepatology》丨胆汁酸代谢通过肠肝轴调控肝癌免疫微环境
　　肝脏是人体重要代谢器官，胆汁分泌是其主要功能之一。中国科学院上海营养与健康研究所等科研团队近期揭示了调控肝癌进展的新机制。研究表明，初级胆汁酸、丁酸与CXCL14形成代谢—免疫作用轴，能改善肿瘤抑制性免疫环境，从而抑制肝癌发展。
　　研究发现，极性蛋白AF6是肝脏胆汁酸合成酶的核心调控者，可通过维持胆汁酸代谢稳定，改善肝脏免疫环境。团队借助宏基因组、靶向代谢组学等技术证实，敲除AF6会改变肠道菌群及代谢物，其中丁酸积累会通过肠肝循环改变肝肿瘤免疫环境；给肝癌小鼠用抗生素清除菌群后，敲除AF6的抗肿瘤效果消失。而进一步研究显示，丁酸能促进肝细胞分泌CXCL14，该因子可招募活化的树突状细胞，增强CD8 T细胞的抗肿瘤作用，进而抑制肝癌。
　　此外，研究还建立了新型小鼠模型，为肝癌等相关疾病的病理机制研究提供了新的实验工具。
　　5.《Matter》丨MARS“多AI—多机器人”系统大幅加速新材料研发
　　新材料研发周期长、成本高、流程繁琐，而AI技术在辅助材料研发方面潜力巨大。中国科学院深圳先进技术研究院研究团队研制出“多AI—多机器人”协同智能体系统（MARS），并将其用于微胶囊（封装微球）等多种新材料的创制。
　　该系统构建了含19个大模型智能体的层级化架构，并与异构机器人集群实现深度集成。借鉴人类研发团队分工模式，系统设立了五大技术职能组，协调19个智能体与16种领域工具，形成分工明确的“AI科学家团队”。该团队通过自然语言进行交互，实现了从任务规划到数据分析的全流程自主探索。在实验验证中，该系统展现出高效协同能力，在短时间内实现了微胶囊等功能性材料的快速创制与性能优化，将传统需时约4个月的研发周期压缩至4小时。
　　其可调度物理设备、操控物质实体的能力，能将科学家从重复性劳动中解放，为人机协同的科研范式革新提供重要支撑，助力新材料研发实现新的突破。
　　6.《Nature》丨核自旋量子传感网络刷新轴子暗物质探测能力
　　在宇宙物质构成中，普通物质仅占约4.9%，而暗物质占比达26.8%。轴子作为暗物质的重要候选粒子之一，其拓扑缺陷信号通常极其微弱且持续时间极短，探测难度极大。
　　中国科学技术大学研究团队创新核自旋测量技术，解决129Xe核自旋对瞬时信号的探测难题，能将微秒级信号“存储”到分钟级，还通过自主量子放大技术将信号放大至少100倍，使探测灵敏度提升约4个量级。团队还构建了合肥至杭州、跨距达320公里的城际量子传感网络。该网络由五台自主传感器组成，借卫星同步实现分布式探测，使系统误报率降低三个数量级，能量分辨率比国际GNOME网络提升约四个数量级。在连续两个月的观测中，虽未发现显著的轴子信号，但团队在轴子质量10peV至0.2μeV区间给出了迄今最严格的实验限制，84peV处限制比超新星SN1987A高40倍，首次实现了实验室直接探测对天文间接观测的超越。
　　该研究为探索新物理现象和协同引力波观测开辟了新方向，研究团队计划在现有基础上进一步提升探测系统的灵敏度。

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