IOP出版社联手松山湖材料实验室推出全新开放获取期刊——Materials Futures

《物理世界》（Physics World）是世界领先的物理杂志，并以月刊的形式发送给英国物理学会（IOP）的所有成员。《物理世界》的每一期都涵盖了世界各地科学家都关注的时事新闻和关键问题，包括著名物理学家和科学作家的专题文章、综合新闻和分析，以及精辟的观点文章。我们将不定期精选出其中的优秀文章，供大家阅读。希望您喜欢阅读本期文章！ 文章介绍 阿尔忒弥斯二号：人类重返月球 中国科学院物理研究所 苟利军 编译自Keith Cooper. Physics World，2026，(6)：30 本文选自《物理》2026年第7期  历经54年的等待、屡屡受挫的开端，以及无数被搁置的梦想之后，今年早些时候，人类终于通过一次为期10天、举世瞩目的壮丽飞行重返月球。阿尔忒弥斯二号任务及其四名航天员——指挥官里德·怀斯曼(Reid Wiseman)、驾驶员维克托·格洛弗(Victor Glover)，以及任务专家克里斯蒂娜·科赫(Christina Koch)和杰里米·汉森(Jeremy Hansen)——在全球地缘政治动荡的阴霾中，给人们带来一抹难得的亮色。 此次任务的首要目标，是搭载乘组绕月飞行，验证和测试支持航天员开展深空探索所需的各项系统。执行任务期间，怀斯曼、格洛弗、科赫和汉森远离地球的距离超过了此前的任何人类，也亲眼看到了此前从未有人见过的月面景象。 地球西沉。2026年4月6日，当“诚信号”准备绕向月球背面时，阿尔忒弥斯二号乘组拍下了月牙状的地球滑入月球边缘后方的景象 尽管乘组没有着陆月面、没有在月球上行走，但人们对这次任务的热情却丝毫未减。借助当今的网络传播，航天员得以把自己的激动与惊叹真切传递给地球上数以百万计的观众；这种亲近感，也让这次任务在历史上留下了鲜明一笔。 更重要的是，他们的航行与安全返回，为后续的阿尔忒弥斯系列任务铺平了道路。这些任务不仅将让航天员自1972年以来首次重新踏上月面，还包括在月球南极建立一座长期有人驻守的前哨站。 2026年4月1日美国东部夏令时下午6点35分(译者注：北京时间为4月2日上午6点35分)，在佛罗里达州肯尼迪航天中心39B发射台，阿尔忒弥斯二号腾空而起——现场观众、网络上的数百万名观看者，乃至国际空间站(ISS)上的乘组，都共同见证了这一时刻。   阿尔忒弥斯二号乘组 阿尔忒弥斯二号乘组不仅以飞得比以往任何人都更远而创造纪录，也因成员构成写入历史：其中包括首位飞出低地球轨道并绕月飞行的有色人种航天员、首位完成这一飞行的女性航天员，以及首位完成这一飞行的加拿大航天员。以下是这四位成员的信息。 里德·怀斯曼——指挥官。他曾是美国海军战斗机飞行员和试飞员，2009年入选NASA航天员，2014年作为第41远征队成员前往国际空间站，并参与了出舱活动。2020至2022年间，他曾担任航天员办公室主任，之后被任命为阿尔忒弥斯二号指挥官。乘组在月面看到的一座环形山，以他已故的妻子卡罗尔(Carroll)命名。 维克托·格洛弗——驾驶员。他于2013年加入NASA航天员队伍，首次进入太空是作为SpaceX“载人龙”飞船首个认证后飞行任务的驾驶员前往国际空间站的。作为第64、65远征队成员，他在空间站期间完成了四次出舱活动。与怀斯曼一样，他也是一名前美国海军飞行员和试飞员。 克里斯蒂娜·科赫——任务专家。2019年，作为第59、60、61远征队成员，科赫在国际空间站上停留了326天，创下女性航天员连续太空飞行时间最长的纪录。其间，她还参与了首次全女性出舱活动。在2013年入选航天员之前，科赫曾在NASA戈达德航天飞行中心担任电气工程师，并在南极的阿蒙森—斯科特南极站(Amundsen-Scott South Pole Station)和帕尔默站(Palmer Station)工作过。 杰里米·汉森——任务专家。作为加拿大皇家空军上校，汉森于2009年成为加拿大航天局的航天员。他的训练包括参加欧洲空间局的CAVES计划(在撒丁岛地下洞穴中生活一段时间)以及NASA为期7天的NEEMO19海底任务。阿尔忒弥斯二号是汉森的首次太空飞行。 发射时，四名乘组成员安然置身于未来10天的“家”中，即他们命名为“诚信号”(Integrity)的猎户座(Orion)飞船。而“诚信号”被安装在NASA巨大的“太空发射系统”(SLS)顶端；这枚火箭的推力比当年强大的“土星五号”还大。SLS高98 m，由4台RS-25液体推进剂发动机驱动，并配有两枚固体火箭助推器，起飞时可产生超过39000 kN的推力。 这只是继2022年阿尔忒弥斯一号之后SLS的第二次飞行。阿尔忒弥斯一号是一次无人绕月任务，用以测试SLS火箭和猎户座飞船。然而，阿尔忒弥斯二号的发射堪称完美——震耳欲聋的轰鸣声让现场观众震撼不已，也令到场媒体叹为观止。 当火箭飞离大气层后，固体火箭助推器、保护板和发射逃逸系统(用于应对上升阶段紧急情况)相继被成功抛离，随后分离的是SLS芯级。接着，启用了临时低温推进级(ICPS，也就是上面级)，它以液氢/液氧混合物为推进剂，由一台可提供110 kN推力的RL10发动机驱动。通过一系列变轨机动逐步抬升轨道高度，最终达到74000 km。 随后，上面级分离；但在把上面级(以及地球)抛在身后之前，航天员还把它用于一系列演示测试，其中包括证明他们能够手动驾驶“诚信号”。在高轨道飞行期间，任务还释放了四颗立方体卫星，用于研究来自太阳以及地球范艾伦辐射带的空间辐射效应，以及电子系统在这类强辐射环境中的表现。 一切准备就绪后，便到了离开地球轨道的时刻。第二天，由欧洲空间局(ESA)建造的服务舱发动机执行了地月转移注入点火——持续约6分钟，将飞船和乘组推离地球轨道、送往月球。阿尔忒弥斯二号并不进入环月轨道，而是飞掠月球后返回地球，所走的路线称为“自由返回轨迹”。这意味着，在地月转移注入点火之后，“诚信号”在太空中惯性滑行4天，只需偶尔进行小幅轨道修正，以保持朝向月球的方向不变。返回地球无需再次点火(这正是“自由”一词的由来)：它利用月球引力自然绕过月球，同时由地球引力把飞船拉回家。在示意图上，“诚信号”的轨迹形如一个“8”字，正是沿着地球与月球之间的引力梯度划出的。 阿尔忒弥斯二号任务飞行轨迹：猎户座飞船由佛罗里达州肯尼迪航天中心的太空发射系统火箭发射升空，在完成绕地球两圈后，以“8”字形轨迹绕月飞行，最终返回地球 近距离飞掠 4月6日，任务仅飞掠月球一次，为乘组提供了长达7小时的观测窗口，可同时观察月球正面和背面。 用指挥官怀斯曼的话说，航天员看到的月面景象“令人惊叹”。“我们四个人一辈子都在仰望月亮，而此刻面对窗外所见，我们的反应活像一群孩子。我们怎么也看不够，”他通过无线电向地球这样说道。 在飞掠的大部分时间里，四位航天员就像“太空摄影记者”，轮流为月球拍照。虽然月球科学并非本次任务的首要目标，他们却拿到了一份包含35个目标的任务清单，需要逐一寻找并记录。这份清单由NASA戈达德航天飞行中心Kelsey Young领衔的阿尔忒弥斯二号科学团队拟定。其中包括观测带有放射状抛射物条纹的撞击坑——它们有助于行星科学家理解撞击坑如何随时间演化；还要观测一处名为“赖纳尔伽玛”(Reiner Gamma)的明亮月球旋涡，那里存在磁异常，是未来机器人探测器可能的着陆点。 航天员还将目标对准了月球背面的部分地区——这些地方在阿波罗任务期间因处于阴影中而从未被人类目睹过。他们借助一款名为“月球瞄准计划”的定制应用程序开展工作，该应用不仅提供了目标详情和需关注的地貌特征，还指导如何正确拍照，甚至内置了引导讨论所见内容的提示。 不过，亚利桑那州行星科学研究所(PSI)所长、同时参与月球勘测轨道器(LRO)项目的Amanda Hendrix并不认同“月球科学不属于阿尔忒弥斯二号任务”这一说法。 “我认为飞掠过程中确实有科学可做，”她说。尽管LRO项目的相机能捕捉到月面上的大量细节，尤其是地貌如何随着月昼中阴影的拉长与缩短的变化，但仍遗漏一样至关重要的东西。“LRO的探测设备是有局限的，”Hendrix解释道，“它的相机没有多少滤光片，所以我们得不到多少颜色信息。” “阿尔忒弥斯二号乘组带来的，是他们用肉眼可见、而LRO无法提供的光谱范围，”Hendrix说道，“此外，我们还能听到航天员讲述，当飞船绕到月球背面时，光照几何关系的变化，以及昼夜分界线(晨昏线)在月面上移动的景象如何令他们印象深刻。所以我确实认为，这里蕴含新的科学信息。”   月球背面 大多数科学目标都位于月球背面，其中包括气势恢宏的东方海撞击盆地。从地球上看，它正处在月球的“月缘”位置。东方海被认为是月球大型撞击事件中最年轻的一个，盆地中央是一片月海，边缘则有一圈壮观的双环结构。外环直径达930...

英国物理学会（Institute of Physics，简称IOP）成立于1873年，是一个致力于提高对物理学理解和应用的知名国际性学术机构，其使命是促进物理学的发展和其在全世界的传播，致力于在全球范围内推动和传播物理学的研究和应用, 以及促进物理学教育的发展。根据专家推荐，学会每年遴选英国及国际上在物理学科学研究领域取得杰出成就和为推动物理学科学发展作出卓越贡献的科学家为其会士。近日，我们采访了英国物理学会会士、大连理工大学韩宝国教授，让我们一起来看看他对成为会士以及领域发展的见解吧。 >>点击此处链接，订阅IOP出版社最新资讯。 访谈详情 1. 成为英国物理学会会士对您来说意味着什么？特别荣幸得到国际权威组织认可，并期望带着这份至高荣誉在研究领域做出更有影响力且造福社会的成果。   2. 您目前从事的研究工作有哪些？ 自感知混凝土及其智能结构，纳米工程化水泥基材料，（超）高性能与多功能/智能混凝土及结构。   3. 您为什么选择从事相关的领域研究？ 水泥基材料（特别是混凝土）是应用最量大面广的工程材料，其可持续发展面临自身材性天然不足、外在使役条件复杂恶劣、及对资源-能源-环境影响巨大等多重挑战，推动了其向(超)高性能（即加工性能、高力学性能、耐久性、体积稳定性等）/多功能（如电、热、声、电磁等）-智能（如自感知、自修复、自调整等）化发展。   4. 您能分享一个职业生涯中最令您自豪的项目或成就吗？ 在爱思维尔和斯普林格出版了自感知混凝土及其智能结构、纳米工程化水泥基材料、以及智能与多功能混凝土三个领域的首部英文专著。   5. 您认为接下来五年该领域的研究重点将会是什么？ 相关的基础理论深入、工程应用技术完善、及与新兴技术的融合发展等。   6. 您对该领域的青年科研人员有什么建议？ 这些领域研究具有很强的交叉性，建议青年科研人员能够加强基本功内涵建设并敏锐融合前沿技术，在此基础上做出真正创新的成果。 会士介绍 韩宝国  教授 大连理工大学 韩宝国，博士，教授，博士生导师。于哈尔滨工业大学无机非金属材料、材料学和工程力学专业获工学学士、硕士和博士学位；2005-2012年于哈尔滨工业大学土木工程学院任教；2008-2011年受邀至美国明尼苏达大学进行访问研究；2012年至今于大连理工大学土木工程系任教。主要从事水泥与混凝土复合材料、自感知混凝土及其智能结构、纳米工程化水泥基复合材料、（超）高性能与多功能/智能混凝土及结构等方向的研究，目前出版中/英文专著8部、编著/参著近20部，在领域内重要期刊发表论文200余篇，研究成果引用超2.1万次，被混凝土协会/电视台/科技媒体等进行特别/亮点报道70余次，获科技奖励10余项。受邀担任60余种学术兼职（期刊主编/编委，如CCC/ASCE JMCE/复合材料编委；学术组织和国/境内外学术荣誉/科研项目/奖励评审等）及200余种著作/期刊审稿人。获高等教育(研究生)国家级教学成果奖二等奖，入选省优秀研究生导师团队。入选/获得称号/荣誉近10项（包括学会会士、爱思唯尔高被引学者、斯坦福大学评选”全球前2%顶尖科学家榜单”-终身影响力榜等）。

本篇研究来自南京大学邹宁睦课题组。本文研究团队开发了面向光学领域的检索增强大语言模型OptoChat，是首个针对光学知识理解与问答进行专门适配和优化的大语言模型。系统基于236,982篇光学文献构建专业知识库，结合问题分解、关键词与语义混合检索和重排序，在OptoQA与OptoMCQA基准上均优于多种通用大模型，并展现出更强的专业推理、幻觉抑制和答案可溯源能力。 文章介绍 OptoChat: a large language model with retrieval augmented generation for optics Xiaoqing Bao（包晓清）, Hairuo Wang（王海若）, Silin Chen（陈思霖）, Yali Zhang（张雅丽）, Wenjun Chen（陈文军）, Kangjian Di（邸康健）, Mengcheng Lv（吕梦成）, Minghui Zhao（赵明辉）, Guohao Wang（王国浩）, Wenzheng Zhao（赵文政） and Ningmu Zou（邹宁睦） 通讯作者： 邹宁睦，南京大学集成电路学院   研究背景： 大语言模型在通用文本生成和知识问答中已展现出强大能力，也逐步应用于计算成像、显微自动化和光学设计等科研任务。然而，光学具有物理机制复杂、专业术语密集、知识更新快且对科学严谨性要求高等特点，通用模型在预训练阶段缺乏足够的领域知识，容易产生事实错误或“幻觉”。检索增强生成（RAG）可通过引入外部知识缓解这一问题，但直接将通用RAG用于光学仍面临查询语义难以完整解析、专业文献结构复杂以及检索结果相关性不足等挑战。为此，研究团队提出OptoChat，希望通过领域知识库、面向科学问题的查询预处理、多路径检索与重排序机制，为光学研究者和工程人员提供更准确、可验证、上下文充分的专业问答工具。   研究内容： OptoChat首先从科学期刊和权威光学资料中汇集236,982篇文献，按八个光学子领域组织，并利用YOLOv10识别文本、公式、表格和图像区域，结合PaddleOCR与YOLOv8完成内容解析，再以bge-m3生成向量并写入可增量更新的VectorDB。面对用户问题，基于Qwen2.5-32B-Instruct的Query Agent先判断是否属于光学领域，并将复杂问题分解为最多10个保持逻辑关联的子问题，同时提取关键词。检索阶段将TF-IDF/BM25关键词检索与bge-m3语义检索结合，再由bge-reranker-v2-m3对候选证据重新排序，最终将高相关上下文交给大语言模型生成答案。 研究团队构建了OptoQA（580组问答）和OptoMCQA（252道选择题）两个专业基准，并由10余名光学研究人员参与核验。OptoChat在OptoQA上取得0.3543的ROUGE-L、0.8986的自然度和0.8595的信息量评分；在OptoMCQA上准确率达96.03%，高于GPT-5.4的90.47%、GPT-4.1的88.10%和DeepSeek-V3的86.11%。消融实验显示，从RAG、问题分解、关键词分支到重排序模块的逐步加入均带来稳定提升，完整系统的选择题准确率达到0.9610。三个案例进一步表明，OptoChat能够给出更符合实验依据的机制解释，在证据不足时主动保留结论，并通过DOI/URL及图示证据增强来源透明度。该工作说明，面向学科知识特征定制RAG流程，是提升科研大模型准确性、严谨性和可信度的一条有效路径。 作者介绍 作者团队来自南京大学集成电路学院、南京南智先进光电集成技术研究院、南京信息工程大学集成电路学院及喆塔科技有限公司。包晓清、王海若、陈思霖和张雅丽为共同第一作者，邹宁睦为通讯作者。   邹宁睦  教授 南京大学 邹宁睦，国家级青年人才，南京大学集成电路学院院长助理、姑苏青年教授、博士生导师，IEEE高级会员。2011年本科毕业于南京大学，后获美国佐治亚理工学院计算机科学硕士学位和康奈尔大学光学工程博士学位。2017年至2023年，先后任美国AMD半导体公司主任工程师、美国德克萨斯州立大学电子工程系客座教授。近年来，邹宁睦博士面向集成电路先进制造与智能系统设计需求，主要从事人工智能驱动的集成电路制造与检测、计算光刻与可制造性设计优化、片上光电集成与光子智能计算，以及光电器件与半导体材料相关交叉技术研究。研究成果已在Science、Nature Electronics、Nature Communications、Advanced...

IOP出版社携手宁波东方理工大学、浙江省科学技术协会和世界青年科学家联合会，共同推出全新钻石开放获取期刊AI Horizons（AIH）。期刊旨在满足日益增长的科研需求，为工程与科学领域的人工智能研究以及时空智能、具身智能和量子智能等方向提供专门的学术交流平台。 AIH鼓励跨越传统学科边界开展探索，倡导大胆的学术创新、多元化的方法论以及全新的问题提出方式，以应对全球面临的一些最紧迫挑战。支持AIH的各合作机构拥有共同愿景：汇聚全球前沿的人工智能交叉融合研究力量，加速科研合作，推动突破性发现从研究走向实际应用。 作为一本钻石开放获取期刊，AIH致力于消除科研成果出版中的经济门槛。期刊出版费用全部由赞助机构承担，作者无需支付文章发表费用，即可在CC BY 4.0许可协议下以金色开放获取形式发表研究成果。 期刊将于10月开放投稿，并由来自全球的顶尖科学家和工程师组成的国际编委会负责学术指导。编辑工作及同行评审将由宁波东方理工大学编辑部负责。 AIH期刊主编陈十一院士表示：“致下一代科学家和工程师：你们所看到的学科边界其实并不存在。真正的突破往往发生在不同研究领域的交汇处——理论与现实工程相遇，时空动力学与具身系统相遇，人工智能与量子智能相遇。我们创办AI Horizons，正是为了引领这一融合研究的新时代。期刊将于2026世界青年科学家峰会举行正式创刊仪式，我们希望搭建一个全新的对话与思想交流平台。这本期刊体现了我们对跨界思维的承诺，并诚邀全球新兴研究人员共同探索科学研究的新前沿。” 期刊将通过严格的同行评审确保高水平的编辑标准。同时，作者还将享受快速的出版流程和灵活的稿件形式。 期刊介绍 AI Horizons AI Horizons是一本面向国际、跨学科的学术期刊，致力于发表人工智能理论、方法及应用领域的高质量原创研究、综述和观点文章。期刊重点关注以下方向：利用人工智能加速科学发现与工程创新；对复杂时空系统进行建模；以及推动智能系统在物理世界中的行动与应用。同时，期刊也发表人工智能与新兴量子技术交叉领域的研究成果。AI Horizons由宁波东方理工大学、浙江省科学技术协会、世界青年科学家联合会及IOP出版社合作出版。

IOP出版社每月从年度重点期刊中精选两个主题的研究文章供大家阅读，本月的主题为Catalysis和Energy Storage。这些文章体现了IOP期刊的高质量和创新性，并呈现了一些受关注的研究工作。欢迎大家阅读下载！您可以扫描下方二维码，查看IOP出版社材料领域和工程的最新资讯；还可以点击此处链接，订阅该领域的最新研究进展以及相关期刊的最新信息。 材料： 工程： 精选文章 Catalysis JPhys Energy 2026 Roadmap on compositionally complex and high entropy materials for energy applications Albert Tarancón, Miriam Botros, Bhanu P Gangwar, Krishanu Biswas, Simon Divilov, Hagen Eckert, Rico Friedrich, Arrigo Calzolari, Stefano Curtarolo, Alfred Ludwig, Florian Strauss, Torsten Brezesinski, Ben Breitung, Maximilian Fichtner, Ren He, Andreu Cabot, Juliusz Dąbrowa,...

The need for microsecond speed machine learning (ML) inference for particle physics experiments has emerged in recent years, in particular for the forthcoming upgrades to the experiments at the Large Hadron Collider at CERN. A community has grown around the need to develop the custom hardware platforms and tools required. The material presented in this...