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2021年3月24日环球科学要闻

时间:
2021年03月25日 |
作者:
Admin |
来源:
环球科学(huanqiukexue.com)

中科大团队实现超200公里单光子三维成像;耀斑发生时,地球磁层或能“自我保护”;大型强子对撞机可能发现了超出标准模型的现象……

· 光学 ·

中科大团队实现超200公里单光子三维成像

图片来源:中国科学技术大学

据中国科学技术大学消息,潘建伟院士、徐飞虎教授等实现超过200公里的远距离单光子三维成像,首次将成像距离从十公里突破到百公里量级,为远距离目标识别、对地观测等领域应用开辟了新道路。该成果近期发表于《光学》。基于全新的单光子雷达系统,他们于2020年1月在新疆的高山上对百公里外的多个目标进行三维成像,并测试了单光子计算成像算法。结果显示,该系统可以在200公里范围内进行精确的三维成像,成像灵敏度达到单像素单光子。

· 物理学 ·

耀斑发生时,地球磁层或能“自我保护”

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太阳耀斑影响整个地球空间的示意图。图片来源:研究团队

2017年9月,太阳爆发了十多年来最大的耀斑,导致几乎整个地球朝向太阳一侧的高频无线电通信大范围失灵,失联长达1小时。近期,在一项发表于《自然·物理学》的研究中,科学家发现当时的太阳耀斑不仅影响了距离地面以上60-1000千米的电离层,还能影响到了距地面更远(1000千米以上)的磁层。研究显示,耀斑所产生的电离层效应足以影响包含磁层在内的整个地球空间。具体过程是,耀斑发生时,突然增强的太阳辐射导致电离层电导率迅速增加,增强了磁层抵御太阳风的能力,减少太阳风向地球高空大气的能量注入。这也意味着,耀斑发生时,地球磁层能产生一个避免受太阳风影响的“自我保护”机制,这一研究或更新了人们对太阳-磁层-电离层耦合过程的认识。

· 物理学 ·

大型强子对撞机可能发现了超出标准模型的现象

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大型强子对撞机内部。图片来源:CERN

物理学家一直在寻找底夸克衰变过程中违反轻子普适性的证据。而近日,根据LHCb合作组织在预印本网站上公开的论文显示,他们在质子-质子对撞实验中,可能发现了底夸克衰变违反轻子普适性(lepton universality)的现象,这超出了标准模型的预测。目前,实验具有3.1个标准差的可信度,由实验误差导致该结果的可能约为千分之一。在达到5个标准差的可信度之前,物理学家还不能声称他们发现了这种现象。如果未来的测量证实了本次试验结果,这种对轻子普适性的违反可能意味着标准模型之外的新物理,例如四种基本相互作用力之外,夸克和轻子之间新的基本相互作用力。

· 古人类学 ·

尼安德特人也会用牙签

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图片来源:Marcin Binkowski

木制牙签容易制备,是用于口腔清洁的古老工具之一。此前有研究表明,多种高级灵长动物均会使用牙签。近日,来自弗罗茨瓦夫大学的人类学家对2010年发现于一个波兰洞穴中的臼齿进行了分析。牙釉质检测和DNA检测结果表明,臼齿可能属于生活在4.6万年前的一位中年男性尼安德特人。同时,该臼齿侧面上有明显的针状凹痕,表明尼安德特人曾可能会使用类似牙签的工具清理牙齿。研究人员表示,牙签需要由较为坚硬的圆柱体制成,但具体材质仍然不明,可能是嫩树枝,也可能是骨头。相关研究发表在《人类演化杂志》上。

· 纳米技术 ·

快速构造DNA纳米结构

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图片来源:Wyss Institute at Harvard University

DNA纳米结构具有良好的生物相容性和可编程性,在医疗诊断和治疗上具有巨大潜力。此前,DNA纳米结构主要通过“DNA折纸术”或“DNA自组装”产生,但两种方法都存在一定局限性。一项发表于《自然·通讯》的研究中,科学家开发了一种构建DNA纳米结构的新方法——“纵横交联法”(crisscross polymerization)。他们通过模拟细胞骨架的延长过程,将大量的DNA板状条(DNA slats)通过短的DNA单链连接,构建了能明显转弯和扭曲的DNA纳米条,并最终得到数十微米的、卷曲的管状结构。该技术兼具了“DNA折纸术”结构可控和“DNA自组装”无限延长的优势,能快速准确地形成尺寸较大的DNA纳米结构。

· 地质学 ·

北冰洋融冰或会释放大量甲烷

一项《地质学》上的研究发现,历史上北冰洋海冰融化时曾导致大量甲烷释放,随着全球变暖,北冰洋可能将重现这一过程。作者钻取了北冰洋挪威群岛附近的深层岩芯,通过测定其中有孔虫化石中的碳同位素,就能追踪数万年来的海洋化学成分变化。他们发现在末次冰期结束时(约2万年前)和艾木间冰期(约13万年前),变暖曾导致冰层融化,海床压力变小,并伴随着甲烷的剧烈释放和缓慢泄露交替发生,直到融冰结束后甲烷的释放过程才趋于稳定。其中,后一个冰期更暖且冰更少,与今日北冰洋面临的情形类似,或许可预测未来类似形式的甲烷泄露。

· 神经生物学 ·

帕金森致病基因可抑制神经元再生

帕金森病是目前最为常见的神经退行性疾病之一,科学家认为,帕金森病的产生是因为致病基因PINK1导致了产多巴胺神经元异常死亡。近日发表在《科学报告》的一项研究利用斑马鱼建立对照模型,发现PINK1缺陷可导致产多巴胺神经元再生受到受抑,此抑制过程从早期成年阶段即已开始。此后,合作者利用人类类脑器官模型进一步证实了这一结论。基于此发现,研究者认为,帕金森病的药物研发焦点或将从延缓神经元死亡转变为激发神经元再生。

· 新冠疫情 ·

截至北京时间3月24日10时,据约翰·霍普金斯大学最新统计,全球累计新冠确诊病例124 124 997例,死亡病例2 733 380例。新增确诊病例472 495例,新增死亡病例7683例。

3月23日0—24时,31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例10例,均为境外输入病例(上海3例,天津2例,广东2例,内蒙古1例,四川1例,甘肃1例);无新增死亡病例;新增疑似病例4例,均为境外输入病例(均在上海)。

31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者8例(均为境外输入);当日转为确诊病例1例(为境外输入);当日解除医学观察8例(均为境外输入);尚在医学观察无症状感染者236例(均为境外输入)。

文:王昱、洪艺瑞、马一瑗、韩佳桐、张国荣

编辑:杨心舟、石云雷

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