9月5日外媒科学网站摘要:“核时钟”获得重大突破

09-05 669阅读 0评论

9月5日(周四)音讯,国外闻名科学网站的首要内容如下:

《天然》网站(www.nature.com)

“核时钟”取得重大打破,为超准确计时铺平道路

物理学家现已展现了构成核时钟的一切要害组件——一种经过丈量原子核内细小能量改变来计时的设备。这样的时钟或许会大大提高丈量精度,并为根底物理学带来新的见地。

研讨人员丈量了导致稀有同位素钍-229的原子核搬运到更高能量状况的光的频率,即核时钟的“滴答”声,其精度比之前的最佳计时设备提高了10万倍。他们经过将能量转化与国际上最准确的时钟同步来做到这一点。这项研讨由美国试验天体物理联合研讨所(JILA)领导,并于最近宣布在《天然》( Nature )杂志上。

这一打破源于用一种叫做“频率梳”的激光设备勘探钍-229原子核。严格来说,这个设备还不是一个时钟,由于它还没有被用于实践计时。可是,这一令人形象深入的成果标明,核时钟的研制已触手可及。

现在最准确的时钟是原子钟,它运用激光计时——激光的频率被准确调制,以匹配原子内部两个能级之间的电子能量搬运。最准确的原子钟每400亿年才会有一秒的差错。核时钟的作业原理略有不同,它经过质子和中子的能量搬运来计时,其滴答声来自这些粒子激发态之间的改变,而不是电子的搬运。

这种能量搬运需求更高频率的紫外线,然后发生更快的滴答率,或许抵达乃至超越原子钟的精度。但核时钟最大的潜在优势在于它的精度和稳定性结合。与电子比较,原子核内的粒子对电磁场等外界搅扰不那么灵敏,这意味着核时钟可以愈加便携且巩固。

《科学》网站(www.science.org)

脑脊液不只存在于大脑和脊髓,还或许流向更远的身体部位

姓名往往具有误导性,许多人或许会以为“脑脊液”只存在于大脑和脊髓中。事实上,几个世纪以来,科学家和医师都是这样以为的。但美国佛罗里达大学的研讨人员最近在《科学开展》(Science Advances)杂志上陈述称,这种明澈的液体不只仅清洁、滋补和维护大脑及脊髓,还滋润着身体其他部位的神经。

这是初次证明脑脊液可以在全身传达。这一发现或许为药物输送到身体一些最难抵达的部位拓荒新的途径。

2.5年前,佛罗里达大学的科学家在一项整形手术研讨中发现了古怪的现象。当他们向含有脑脊液的人类尸身脑腔注入生理盐水时,手腕上的周围神经肿胀起来所以科学家们决议进一步研讨,将荧光液体注入活老鼠的脑室中,以追寻液体的去向。成果,染料意外地进入了贯穿腿后部的坐骨神经。

研讨小组在老鼠身上重复试验,并运用更精密的示踪剂——金纳米颗粒。他们发现,较小的颗粒可以从脑液传达到坐骨神经的周围神经,而较大的颗粒则停留在脊髓与周围神经的交界处。

这些研讨成果标明,漂浮在脑脊液中的小信号分子、营养物质乃至药物都或许传递到神经。但是,关于这些分子详细是什么以及它们传达的速度,科学家们仍坚持慎重情绪。

科学家们现已知道周围神经也被一种叫做神经内膜液的物质滋润,但它的来历一向不明。这项新研讨标明,神经内膜液和脑脊液或许是同一种液体。

《每日科学》网站(www.sciencedaily.com)

1、未搜集的废物和露天焚烧是塑料污染危机的首要源头

英国利兹大学的研讨人员运用人工智能对全球5万多个城市的废物办理进行了建模。这个模型使研讨小组可以猜测全球发生了多少废物,以及这些废物的去向。

他们宣布在《天然》(Nature)杂志上的研讨计算出,2020年,全球进入环境的塑料制品抵达了惊人的5200万吨——假如这些塑料排成一条线,将绕地球1500多圈。

陈述还显现,全球超越三分之二的塑料污染来自未搜集的废物,全球约12亿人(占全球总人口的15%)无法取得废物搜集服务。

研讨成果进一步标明,2020年大约有3000万吨塑料——占一切塑料污染的57%——在没有任何环境操控的情况下于家庭、大街和废物场被焚烧。焚烧塑料对人类健康构成了严重威胁,包含神经发育、生殖问题以及出世缺陷等。

研讨人员还确认了新的塑料污染热门,显现印度是最大的污染贡献者,其次是尼日利亚和印度尼西亚。

2、农业加快了人类基因组进化,使其更好地从淀粉类食物中获取能量

一项由美国、意大利和英国研讨人员展开的最新研讨发现,曩昔1.2万年间,欧洲人的碳水化合物消化才能明显增强。研讨标明,担任分化淀粉的酶的基因数量从均匀8个添加到了超越11个。

这种基因数量的添加与农业从中东向欧洲扩展密切相关。跟着农业的开展,人类饮食中富含碳水化合物的主食(如小麦和其他谷物)逐步成为干流。基因编码的增多一般意味着人体可以发生更多的酶——在这种情况下,唾液和胰腺中的淀粉酶可以更高效地将淀粉分化成糖,为身体供给能量。

这项研讨最近宣布在《天然》(Nature)杂志上。

研讨人员发现,大约1.2万年前,欧洲人均匀有约4个唾液淀粉酶基因编码,而现在这一数量现已添加到7个左右。在同一时期,欧洲人的胰淀粉酶基因编码总数也添加了约0.5个。

整体而言,曩昔1.2万年中,具有多个淀粉酶基因编码的染色体频率添加了7倍,标明这一基因的添加为欧洲人的先人供给了生计优势。

研讨还发现了国际其他农业种群中淀粉酶基因添加的依据。这些基因地点的染色体区域在不同种群中体现类似,标明农业鼓起后,人类基因组因应对饮食中碳水化合物的添加发生了类似的改变。

《赛特科技日报》网站(https://scitechdaily.com)

1、新发现让科学家可提早数周猜测飓风活动加重

美国国家大气研讨中心(NCAR)领导的一项研讨发现,当一种被称为开尔文波的大规划大气波经往后,两天内构成的飓风数量是几天前的两倍。这一发现或许使预报员和应急办理人员在飓风活泼期到来前几天乃至几周宣布预警。

研讨小组选用立异的计算机建模办法来解析开尔文波的影响。开尔文波是一种大气波,可以在大气中延伸超越1600公里,并影响全球气候形式。

该研讨的首要作者标明,假如气候预报员可以在太平洋上空勘探到开尔文波,他们可以猜测几天后大西洋上空的飓风数量将会添加。这将协助气候研讨人员与应急办理人员和地方政府更好地协作,为飓风活泼期做好预备,并及时宣布正告。这项研讨或许解救许多生命。

这项研讨成果宣布在《气候谈论月刊》(Monthly Weather Review)上。

几十年来,科学家们现已注意到,飓风集合构成后,几周几乎没有飓风活动。几项研讨标明开尔文波或许是飓风激增的原因,但科学家们无法别离出其他潜在要素,并证明开尔文波是元凶巨恶。为了战胜这个问题,研讨人员运用了一种新颖的计算机建模东西组合来证明开尔文波的确促进了飓风的构成。

2、敞开明日的医治:一次性组成数十亿种分子以加快药物发现

近年来,个性化癌症医治的报导频频呈现,例如运用润饰的免疫细胞或抗体进行医治。但是,这类医治非常复杂且贵重,运用规划有限。大多数医学疗法依然依赖于可大规划出产的小分子化合物,因而本钱较低。

新分子疗法开展的瓶颈在于现有技能发现新活性物质的才能有限。21世纪初,哈佛大学和瑞士苏黎世联邦理工学院开发了DNA编码化学文库(DEL)技能,有望缓解这一问题。该技能运用磁性颗粒大规划出产和测验分子。

迄今为止,DEL技能现已可以组成数百万种化合物并一起测验其有效性。但是,这一办法的缺陷是研讨人员只能从有限的化学构建模块中构建小分子。瑞士苏黎世联邦理工学院的化学家现在改进了这一进程。

他们开发了一项名为“自净化DEL”的新技能,可以在几周内自动组成和测验数十亿种不同的物质。该技能还可用于组成较大的药物分子,如环肽,可以靶向其他药物靶点。

这一研讨成果最近宣布在《科学》(Science)杂志上。(刘春)

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