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科学
WinterIsComing(31822)
发表于2022年07月04日 15时09分 星期一
来自神童的陷阱
现实是否存在,还是在观察者测量时才会形成?与之类似的是一个古老的难题:如果周围没有人能听到的话,一棵树在森林里倒下时是否会发出声音?上述问题仍然是量子力学领域最诱人的问题之一,量子力学是研究亚原子粒子在微观层面行为的科学分支。现在巴西圣保罗大都市区的 ABC 联邦大学(UFABC)的科学家正为现实可能“在观察者眼中”的说法添砖加瓦。在 4 月发表在《Communications Physics》期刊上的一项新研究中,巴西科学家试图证明丹麦著名物理学家玻尔(Niels Bohr)在 1928 年提出的“互补原理”。该原理指出物体具有某些互补特性,这些特性不可能被同时观察或测量,例如能量和持续时间,或者位置和动量。例如无论你如何设计实验,你都无法同时研究实验中一对电子的位置:测试可能会测量出第一个电子的位置,但是第二个粒子(互补粒子)在同一时间的位置却是模糊的。

领导该实验的UFABC量子信息科学和技术研究员 Roberto M. Serra 表示:“我们使用了类似于医学成像中使用的核磁共振技术。”质子、中子和电子等粒子都具有核自旋,这是一种磁性特性,类似于指南针中指针的定向。Serra 解释道:“我们使用一种电磁辐射操纵一个分子中不同原子的核自旋。在实验中针对质子的核自旋创建了一种新的干涉装置,以研究其在量子领域的波和粒子现实。”参与研究的波兰国际量子技术理论中心(ICTQT)的博士后研究员 Pedro Ruas Dieguez 表示:“这种新的安排产生了与之前的量子延迟选择实验完全相同的观察统计数据。”“然而在新的实验中,我们能将实验结果与波和粒子的行为方式联系起来,从而验证了玻尔的互补性原理。”2022 年 4 月这项研究的核心观点是,量子世界中的物理现实是由相互排斥的实体组成的,尽管如此,它们并不矛盾,而是相互补充。
生物技术
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WinterIsComing(31822)
发表于2022年07月01日 19时23分 星期五
来自团圆奇遇
肠道微生物群有助于消化食物,通过影响免疫、代谢和神经系统维持人体健康。人类的部分肠道微生物历史相当悠久,在其它灵长类动物身上都能找到,这意味着它们源自于共同的祖先。随着人类涌入城市生活,逾半数的肠道微生物群都丢失了。这一情况可能会影响人类健康。城市生活改变了饮食、抗生素的使用以及卫生条件的改善,都可能是人类肠道微生物消失的原因。研究人员分析对比了灵长类动物以及人类的肠道微生物,发现人类失去了黑猩猩等灵长类动物中发现的 100 种微生物中的 57 种,其中部分是在几千年前消失的,部分是在近期消失的,城市居民损失最多。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2022年06月30日 19时26分 星期四
来自华龙之宫
饮食失调,尤其是肥胖,是世界各地工业化社会各种疾病的最常见原因之一,特别是具有永久性残疾或致命后果的心血管疾病,如心脏病发作、糖尿病或中风。Robert Koch Institute 2021 年报告称,德国有 67% 的男性和53%的女性超重。23 %的成年人严重超重(肥胖)。迄今为止,用药物来影响饮食行为的尝试被证明是无效的。一种调节控制饮食行为的神经网络兴奋性的新疗法,将是控制这种普遍肥胖的决定性一步。根据发表在《Nature Metabolism》期刊上的研究论文,科学家报告找到了控制食物摄入的大脑信号通路,下丘脑中的一组神经细胞控制内源性溶血磷脂的释放,而溶血磷脂反过来控制大脑皮层神经细胞的兴奋性,从而刺激食物摄入。
科学
wanwan(42055)
发表于2022年06月30日 16时44分 星期四
来自寻找时间的人
人类最好的朋友是人类驯化的动物中的第一个。但狗是什么时候从狼中分化出来的却没有明确的分界线。一些古代的骸骨显然是狗,但在此之前还有很多模棱两可的骸骨。使用现代狗和古代狗的基因可能会发现曾经发生过什么。但是这种分析很大程度上取决于你认为狗从什么样的狼种群中分化出来的。现在研究人员对狼过去 10 万年中的演化过程有了更清晰的了解。它所描绘的画面是:尽管分布在北极周围的大陆,但狼仍然是一个单一的种群,以西伯利亚为中心零星补充。很多品种的狗源自东亚狼群。其他品种的狗也得到了中东种群的重要输入——但目前尚不清楚是狼还是狗。

对古代 DNA 进行测序的能力对于这项新工作至关重要,该研究从 66 具狼的骸骨中提取了 DNA,这些骸骨跨越 10 万年的演化,包括最近一个冰河时期的大部分时间。狼存在于北半球,研究用的骸骨往往更靠近北极(部分是因为 DNA 在较冷的环境中保存良好)。但是这些骸骨的分布广泛,以欧洲、亚洲和北美为代表。研究人员还使用了其他人分析过的五个古代狼基因组以及一些现代狼的基因组。

通常来说,你会找到不经常和更远的亲种混杂的区域种群。如果你绘制关系最密切的基因组,你会发现它们通常聚集在一起。但狼的情况并非如此。相反古代狼基因组在时间上聚集。也就是说,一只特定的狼最有可能和同时代生活的其他狼关系密切——无论这些狼生活在地球上的哪个地方。对现代狼的研究表明,当地种群是在最后一次冰河时期的最后一个高峰之后发展起来的。但是和这次冰河时代高峰之前的狼群相比,所有这些种群彼此之间都更加相似。

这些动物是如何跨越将它们分开的遥远距离保持遗传连续性的?显然是通过西伯利亚种群的反复扩张。在 10 万年前的某个地方,存在一个明显的欧洲狼种群。但是不断到来的西伯利亚狼逐渐将这些古代欧洲狼的数量减少了 10% 到 40%,具体数字因种群而异。相比之下,北美现在所有的狼都主要来自于西伯利亚,其余的则来自于与土狼的杂交。全球种群的一个后果是有利的突变在世界范围内迅速传播。研究人员发现基因组的 24 个区域似乎都携带了有用的适应,它们都出现在了研究覆盖的所有狼种群中。
生物技术
wanwan(42055)
发表于2022年06月30日 16时00分 星期四
来自快乐基因
作为拥有极其复杂的大脑和认知能力的非凡生物,章鱼在无脊椎动物中非常独特。以至于它在某些方面更像是脊椎动物而不是无脊椎动物。正如来自的里雅斯德港 Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati(SISSA)的 Remo Sanges 和来自那不勒斯 Stazione Zoologica Anton Dohrn 的 Graziano Fiorito 最近发表在《生物医学中心生物学刊(BMC Biology)》上的一篇研究论文发现的,这些动物的神经和认知复杂性可能源于与人类大脑类似的分子。这项研究表明,同样的“跳跃基因”在人类大脑和两种章鱼——普通章鱼和加利福尼亚双斑章鱼中都很活跃。这一发现可帮助了解这些非凡生物的智慧秘诀。

早在 2001 年,人类基因组测序就发现其中有超过45%是由转座子序列组成,即所谓的“跳跃基因”,通过分子复制粘贴或者剪切粘贴机制,这些基因可以从一个人基因组的一个地方移动到另一个地方,实现重排或复制。在大多数情况下,这些移动元素都保持沉默:它们没有可见的效果且失去了移动的能力。有些跳跃基因不活跃是因为它们积累了几代突变;其他一些完整的跳跃基因则是被细胞防御机制阻挡。从演化的角度来看,即使是这些片段和转座子的破碎副本仍然可以成为演化雕刻的“原材料”。

在这些移动元素中,最重要的是那些属于长散在重复序列(LINE)家族的元素,它们是在一百个人类基因组拷贝中发现的,可能仍然活跃。传统认为这些 LINE 的活动只是过往的痕迹,是这些移动元素演化过程的残余,但是近年来出现的新证据表明,它们的活动在大脑中受到了精细调节。科学家认为 LINE 转座子与学习和记忆等认知能力有关:它们在海马体中特别活跃,海马体是我们大脑中学习过程神经控制的最重要结构。和我们的一样,章鱼的基因组也富含“跳跃基因”,其中大部分是不活跃的。研究人员着重研究了仍然能够复制粘贴的转座子,在这些动物对认知能力至关重要的大脑区域发现了LINE家族的一个元素。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2022年06月30日 15时12分 星期四
来自造星主
位于南非豪登省的人类摇篮遗址(cradle of humankind)是联合国教科文组织认定的世界遗产保护区,这里发现了大量早期人类的化石。现在普渡大学地质学家开发的测年方法将泰克方丹遗址发现的部分化石年龄向前推进了逾百万年研究报告发表在 PNAS 期刊上。泰克方丹遗址在 1936 年发现了首个成年南方古猿化石,它至今发现了数百个南方古猿化石,其中包括著名的 Mrs. Ples。研究人员现在发现,所有含有南方古猿化石的洞穴沉积物年龄位于 340 万到 370 万年之间,而不是此前估计的 200 万到 250 万年之间。这意味着它们的历史比在埃塞俄比亚发现的南方古猿露西还要长,露西被认为生活于约 320 万年以前。
地球
wanwan(42055)
发表于2022年06月29日 16时35分 星期三
来自约翰的预言
科学家知道,板块构造——构成地壳的独特刚性板块的运动——形成了大陆和山脉,对于地球表面从布满熔岩和岩石向宜居环境的演变至关重要。但我们不清楚它是什么时候开始的。哈佛大学领导的一个科学家小组分析了一些非常罕见的古老晶体,这些晶体被称为锆石,其大小和小沙粒相当,几乎坚不可摧,科学家以此寻找板块构造开始的化学线索。这项发表在《AGU Advances》期刊上的研究表明,38 亿年前,这些锆石的地球化学特性发生了重大改变,让它们看起来更像是今天在板块构造发生的炽热环境中形成的锆石。将锆石想象成微小的时间胶囊,它保留了地球最初 5 亿年的化学线索。有些是在超过 40 亿年前的地球岩浆中形成的,从地质学角度说,地球那时仍处于婴儿期。这使它们成为地球上已知最古老的材料。可以通过激光照射了解它们的秘密,这正是研究人员在分析中采用的方法。
地球
wanwan(42055)
发表于2022年06月29日 15时26分 星期三
来自即临之族
亚利桑那大学研究人员领导的一项新研究可能解开了长期以来一直困扰着古气候专家的两大谜团:逾 10 万前,最后一个冰河时代的冰盖是从哪里来的,为什么会增长得如此之快?理解是什么驱动地球冰川-间冰期循环——北半球冰盖的周期性进退并非易事,研究人员投入了大量精力解释数千年来大冰块的膨胀和收缩。这项发表在《自然地球科学(Nature Geoscience)》期刊上的新研究提出了对在最近一次冰河时代中覆盖北半球大部分地区的冰盖快速扩张的解释,这些发现可能也适用于地球历史上的其他冰河时代。

大约 10 万年前,猛犸象还在地球上游荡,北半球的气候急剧变冷,导致大量冰盖形成。在大约 1 万年的时间里,当地山地冰川生长并形成了大冰盖,覆盖了今天的加拿大、西伯利亚和北欧的大部分地区。虽然普遍认为地球围绕太阳运转轨道的周期性“摆动”引发了北半球夏季的降温,从而导致大范围冰川作用开始,但科学家一直无法解释覆盖斯堪的纳维亚半岛和北欧大部分地区的大冰盖,那里的温度要暖和得多。地球科学助理教授、UArizona Earth System Dynamics Lab 负责人 Marcus Lofverstrom 表示:“我们使用气候模型模拟和海洋沉积物分析,证明加拿大北部的冰形成会阻碍海洋通道,让海水从北极流入北大西洋。”“这反过来又导致斯堪的纳维亚海岸附近的海洋环流减弱和寒冷条件,足以让该地区开始结冰。”

亚利桑那大学地球科学系助理教授 Diane Thompson 表示:“这些发现得到了北大西洋海洋沉积物记录的支持,这些记录提供了加拿大北部冰川比欧洲早几千年的证据。”“沉积物记录还显示了令人信服的证据,证明在斯堪的纳维亚半岛形成冰川之前,深海环流已经减弱,这和我们建模的结果很类似。”作者写道,这些实验表明,加拿大北部海冰的形成可能是斯堪的纳维亚半岛冰川作用的必要前提条件。Lofverstrom 表示:“我们在这里确定的机制可能适用于每个冰河时期,而不仅仅是最近的一个。”“它甚至可能有助于解释更短暂的寒冷时期,例如在最后一个冰河时期结束之后,打断了普遍变暖趋势的新仙女木期寒冷逆转(1.29万年至1.17万年前)。”
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2022年06月28日 22时48分 星期二
来自神秘世界的人
在 Linux 基金会举办的开源峰会上,Linus Torvalds 谈到了 Rust 语言合并到内核的可能性,表示最快可能在 Linux 5.20 开发周期中合并到内核。Linux 内核是用 C 语言开发的,社区没有计划用 Rust 重写内核,而是侧重于用 Rust 开发内核模块如驱动程序。Rust 是一种高性能、内存安全的语言,而软件项目发现的大部分漏洞都属于内存安全相关漏洞,用 Rust 开发驱动将有助于改进内核的内存安全。Rust 开发者 Miguel Ojeda 发表博文介绍了 Linux 支持 Rust 的下一步计划:示例驱动,稳定 Rust 功能,用 GCC 编译内核 Rust 代码,等等。
科学
wanwan(42055)
发表于2022年06月28日 15时53分 星期二
来自火星战将
研究人员发现,危险的病毒通过在塑料上“搭便车”在淡水中保持传染性长达三天。他们发现导致腹泻和胃部不适的肠道病毒,如轮状病毒,可以附着在长度小于 5 毫米的微小颗粒上,从而在水中存活。斯特灵大学的研究人员发现,它们仍然具有传染性,构成了潜在的健康风险。斯特灵大学该项目的首席研究员 Richard Quilliam 教授表示:“我们发现病毒可以附着在微塑料上,这使它们能够在水中存活三天,甚至可能是更长的时间。” Quilliam 表示,虽然之前的研究是在无菌环境中进行的,但这是首个对病毒在环境中行为方式的研究。他使用了标准的实验室方法确定在水中微塑料上发现的病毒是否具有传染性。他表示:“我们不确定通过在塑料上‘搭便车’,病毒能在环境中存活多少,但它们确实存活下来了,而且仍然具有传染性。”这些发现是一个研究项目的一部分,该项目旨在研究塑料如何传播细菌和病毒,得出的结论是微塑料能够让病原体在环境中传播。自然环境研究委员会为该项目提供了 227 万美元的资助。这项研究论文发表在《环境污染(Environmental Pollution)》期刊上。Quilliam 表示:“在环境中保持传染性三天,足以从废水处理厂到达公共海滩。”他表示,废水处理厂无法捕捉微塑料。 “即使污水处理厂竭尽所能地净化污水,排放的水中仍然含有微塑料,然后它们沿着河流被送到河口,最终被带到海滩上。”
科学
wanwan(42055)
发表于2022年06月27日 15时46分 星期一
来自怒火重燃
科学家正在开发人工光合作用,让地球上的粮食生产更加节能,并且希望这种技术有朝一日能在火星上得到应用。光合作用在植物中演化了数百万年,将水、二氧化碳和来自阳光的能量转化为植物生物质和我们吃的食物。这个过程非常低效,最终进入植物的能量只有阳光能量的大约 1%。加州大学河滨分校和特拉华大学的科学家找到了一种方法,可以完全绕开生物光合作用,不依赖阳光,通过人工光合作用制造食物。这项发表在《Nature Food》期刊上的研究使用两步电催化工艺将二氧化碳、电和水转化为醋酸盐,醋酸盐是醋的主要成分。然后生产食物的生物会在黑暗中消耗醋酸盐来生长。用太阳能电池板产生电力为电催化供电,这种有机-无机混合系统可提高阳光转化为食物的效率,对某些食物来说效率可提高 18 倍之多。

实验表明,很多可以生产食物的生物体都可以在黑暗中生长,直接长在富含醋酸盐的电解槽中,包括藻类、酵母菌和产生蘑菇的真菌菌丝体。用这种技术生产藻类的能源效率大约是光合作用生长的四倍。酵母菌生产的能源效率比通常采用的从玉米种提取糖培养的方式高出约 18 倍。人为气候变化造成粮食生产条件日益恶化,人工光合作用将农业从对太阳的完全依赖中解放出来,为在这种情况下种植粮食提供了无数种可能。如果人类或动物食用的作物在资源密度较低、受控的环境中生长,干旱、洪水和可用农地减少对全球粮食安全的威胁就会变小。农作物也可以在城市和其他目前不适合农业的地区种植,甚至为未来的太空探索者提供食物。
科学
wanwan(42055)
发表于2022年06月24日 16时02分 星期五
来自2010太空漫游
根据发表在《科学》期刊上的新研究,科学家发现了一种细菌,其细胞长度长一厘米,这种惊人的尺寸使其成为迄今为止发现的最大的细菌物种,甚至“挑战了我们对细菌细胞的理解。”细菌是一种极其多样化的生物,它们在地球上生活了数十亿年,演化占据了各种生态位,令人眼花缭乱。尽管如此几乎所有的此类微生物都是由直径约两微米的简单细胞构成,这一尺寸比人类发丝的直径小大约 40 倍。Thiomargarita magnifica 是一种在小安的列斯群岛哥德洛普岛沉没的红树林叶子上发现的细菌,它颠覆了这种标准。该物种进化出的丝状细胞“比其他所有已知的巨型细菌大约 50 倍”,它们“肉眼可见”。美国复杂系统研究实验室和美国能源部在劳伦斯伯克利国家实验室的联合基因组研究所(JGI)联合任命的海洋生物学家 Jean-Marie Volland 领导了这项研究,项目中的科学家怀疑这种创纪录适应的部分原因是 T. magnifica 拥有惊人数量的重复基因,这种能力被称为多倍体。结果表明,这些细菌的细胞中包含了 DNA 簇,这些细胞位于隔室之中,隔室被膜包裹,该研究小组将这些膜称为“pepins”。这些有组织的 pepins 和大多数细菌细胞中自由漂浮的DNA形成鲜明的对比。基因测序显示,T. magnifica 含有数十万个基因组拷贝,这些拷贝散布在整个细胞中,加起来大约是大多数细菌中基因数量的三倍,是多倍体的一个极端的例子。Volland 和同事表示:“这些细胞特征可能会让生物体生长到异常大的尺寸,绕开了生物物理和生物能量对生长的一些限制。”
科学
wanwan(42055)
发表于2022年06月24日 10时44分 星期五
来自王牌飞行员
在科学领域,学术价值的最终衡量标准是作为作者发表的论文数。某些细微之处也很重要——你在作者列表中的位置以及其他人是否引用你的论文。不过这些因素很难动摇论文数量的重要性。捐赠和晋升等另一些因素也很重要。但是这些领域的成功通常要靠发表大量论文。这就是为什么《自然》期刊周三发布的一篇论文意义重大:它列举的数据表明,女性被系统性地排除在科学论文的作者名单之外。即使在考虑了职业发展的各种因素之后,参与和发表之间仍存在差距。这对于解释科学界为什么存在一个被称为“流失管道”的问题大有帮助,“流失管道”指的是女性在职业生涯的每个阶段有更高的退出研究的比例。

研究人员使用了几种方法来衡量论文成功。首先是团队成员是否都出现在论文中。根据原始数据,他们得出一个明显的答案:21% 的男性最终成为作者,只有 12% 的女性成为作者。教师署名论文的频率远高于团队中的其他任何人,而女性获得教师职位的比例较低,这在很大程度上解释了这种差异。因此研究人员根据职位(教师、研究生、实验室技术人员等)进行调整,发现女性的名字出现在任何论文中的概率要低 5%。

另外,研究人员用他们拥有的数据分析了一个特定团队在一个时期内发表了多少论文和专利。对于一年前在该实验室工作的任何人来说,这些都被认为是“可能署名的论文”。然后用该人实际发表论文的数量除以“可能署名的论文”数量,用这种方法适应某些实验室或项目比其他实验室或项目更成功的事实。同样根据职位进行调整之后,女性发表论文的比例再一次低于男性。最后研究人员检查了获得高引用论文的比例。对于境遇惨淡的论文,没有区别。女性和男性在零引用论文方面旗鼓相当。但是对于相当成功的论文(被引用达到 25 次的论文),女性进入作者名单的可能性比男性低 20%。

研究人员对学者进行了调查,得到了 2500 多份回复。43% 的女性受访者表示,她们被排除在自己参与过的论文的作者名单之外;相比之下,被排除在外的男性为 38%。49% 的女性还表示,她们对实验室的科学贡献被低估了,而只有不到 40% 的男性有这种感觉。女性倾向于表示她们的工作没有得到承认是出于个人原因,或者是因为她们在论文发表之前就离开了实验室。
科学
wanwan(42055)
发表于2022年06月22日 17时03分 星期三
来自神们自己
一项新突破让物理学家能创造出一束原子,其行为方式与激光相同,理论上可以“永远”保持不变。这种原子激光来自于被称为玻色-爱因斯坦凝聚态(BEC)的物质状态。BEC 是通过将玻色子云冷却到略高于绝对零度的低温创建的。在如此低的温度下,原子在下降到它们可能的最低能量状态后不会完全停止,粒子的量子特性将不再互相干扰;它们彼此靠得很近,以至于产生某种重叠,从而形成高密度的原子云,其行为就像一个“超级原子”或者物质波。然而 BEC 非常脆弱;即使是光也能破坏它。鉴于 BEC 中的原子是用激光冷却的,这通常意味着 BEC 的存在转瞬即逝。到目前为止,科学家设法实现的原子激光器都是脉冲的,不是连续的。且只能在需要生成一个新的 BEC 时触发一个脉冲。为了创建一个连续的 BEC,荷兰阿姆斯特丹大学的一组研究人员意识到需要改变一些东西。物理学家 Florian Schreck 解释说:“在之前的试验中,原子的逐渐冷却都是在一个地方完成的。在新设置中,我们决定不随着时间的推移进行冷却步骤,而是在空间上实现它:我们让原子移动通过连续的冷却步骤。”“最后超冷原子到达试验的核心,可用它们在 BEC 中形成连续的物质波。但是在这些原子被使用的时候,新的原子在补充 BEC 的路上。通过这种方式,我们可以让这个过程持续进行——基本上可以直到永远。”研究报告发表在《自然》期刊上。
医学
wanwan(42055)
发表于2022年06月20日 15时39分 星期一
来自梦境救援
通过点亮和消灭微小癌细胞,科学家成功研制出一种革命性的癌症疗法,这一突破让外科医生可以更有效地靶向并消灭患者的疾患。由来自英国、波兰和瑞典的工程师、物理学家、神经外科医生、生物学家和免疫学家组成的欧洲团队联手设计了新光免疫疗法。专家相信,它注定会成为世界上继手术、化疗、放疗和免疫治疗之后的第五大癌症疗法。光激活疗法迫使癌细胞在黑暗中发光,与现有技术相比,可帮助外科医生去除更多的肿瘤——然后在手术完成后几分钟内杀死剩余的细胞。在世界首次针对患有晋性胶质瘤(最常见也是最具侵袭性的脑癌类型之一)的小鼠进行的试验中,扫描显示新疗法可以点亮甚至是最小的癌细胞,从而帮助外科医生将它们切除——然后消灭残留的癌细胞。伦敦癌症研究所领导的对新光免疫疗法的试验也表明,该疗法触发了一种免疫反应,在未来可以使免疫系统靶向癌细胞,这表明它可以阻止晋性胶质瘤在手术后复发。该疗法将一种特殊的荧光染料和一种癌症靶向化合物结合在一起。在小鼠试验中,该组合被证明可以显著提高手术过程中癌细胞的可见度,而且之后被近红外光激活时,还会触发一种抗肿瘤反应。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2022年06月19日 23时41分 星期日
来自人猿泰山之米甸探险
哲学家数千年来一直在思考人类是否生来性本善。根据发表在《Nature Human Behaviour》期刊上的一项研究,日本研究人员发现婴儿能做出道德判断并据此采取行动。研究人员发现,8 个月大的婴儿会惩罚第三方表现出的反社会行为,因此驱动惩罚的动机可能是先天的而不是后天学习的。
地球
WinterIsComing(31822)
发表于2022年06月17日 15时48分 星期五
来自暗影徘徊
地球上难以找到一个未受到钯影响的地方。这种银白色金属是全球 14 亿辆汽车催化转化器的关键成分,它们向大气中喷出钯粒。采矿等加剧了钯污染。从南极洲到格陵兰冰盖之巅,地球上最偏远的一些地方都出现了钯的痕迹。事实上,钯对于制药也是不可或缺的。这是因为以钯原子为核心的催化剂具有无与伦比的能力,可以帮助碳-碳键结合在一起。这种化学反应是构建有机分子的关键,特别是用作药物的分子。瑞典哥德堡制药巨头阿斯利康的药物研究员 Per-Ola Norrby 表示:“我们生产的每一种药物在某些时候都有钯催化的步骤。”钯的催化反应非常有价值,以至于在 2010 年,这种反应的发现者赢得了诺贝尔奖。尽管钯有很多功用,化学家还是在试图摆脱它。这种金属比黄金更昂贵,且含有钯的分子对人类和野生动物有剧毒。化学品制造商必须从产品中将所有的钯分离出来,小心地处理有害废物,这会增加额外的费用。位于德国达姆施塔特的生命科学公司 Merck 的药物化学家 Thomas Fuchb 举了制造 3 公斤药物分子的例子——其原料成本为 25 万美元。仅钯催化剂就占了 10 万美元;从产品中将它们提取出来又要花费 3 万美元。纽约大学有机金属化学家 Tianning Diao 表示,寻找这种金属毒性较小的替代品有助于减少钯废料对环境的危害,使化学工业朝着“更环保”的方向发展。研究人员希望将钯换成更常见的金属,例如铁和镍,或者发明出能完全绕开这个问题的无金属催化剂。过去二十年研究人员多次报告发现无钯催化剂。但是每一次发现的预告最终都被证明是一个错误,这种情况已经屡见不鲜。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2022年06月16日 23时58分 星期四
来自机器岛
地球的内部大致可分为三个组成物质和性质不同的同心圈层:地核、地幔、地壳。地核是地球的核心部分,主要由铁、镍元素组成,温度非常高,地核中心温度高达 6000 摄氏度左右。地核无法直接观察,研究人员主要通过地震波观测。根据发表在《Science Advances》期刊上的一项研究,研究人员利用美国空军设在蒙大拿州的大孔径地震台阵(LASA) 1969 年至 1974 年间一系列试验数据,发现地球内核的旋转速度大约为每年 0.1 度。这项研究主要利用南加州大学教授 John Vidale 开发的一种新型波束形成技术,分析了苏联 1971 年至 1974 年在北极新地岛进行的地下核弹试验产生的波束,以及位于阿姆奇特卡岛 1969 年的“Milrow”和 1971 年的“Cannikin”两次地下核弹试验数据。通过测量核爆炸产生的纵波,他们发现在 6 年中,地球内核的旋转方向改变过一次
生物技术
WinterIsComing(31822)
发表于2022年06月16日 21时44分 星期四
来自图书馆员与遗失的神灯
1346 到 1353 年,黑死病席卷西欧,部分地区人口减员多达六成。历史记录显示鼠疫源自东方,1346 年被蒙古军队围困的克里米亚 Caffa 经历了欧洲最早的鼠疫爆发。中国有着遗传多样性最丰富的现代鼠疫菌株 Y. pestis,暗示鼠疫源自东方。但鼠疫是如何传播过去的,它的中转站在哪里?根据本周发表在《自然》期刊上的最新研究, 研究人员在吉尔吉斯斯发现了两个 14 世纪的墓地,其中有 10 个墓碑明确提及了鼠疫。对墓地残骸的 DNA 分析发现了鼠疫菌株。基因组分析显示它们是导致黑死病的菌株的直接祖先。墓地的菌株与从吉尔吉斯斯坦、哈萨克斯坦和中国天山周围旱獭等啮齿动物身上取样的菌株关系最为密切。这些地区都位于丝绸之路的贸易线路上,表明贸易在黑死病的传播上发挥了重要作用。研究人员希望能分析来自中国的古代样本以更好的了解黑死病的起源。
科学
wanwan(42055)
发表于2022年06月16日 16时45分 星期四
来自星际归途
十年前粒子物理学家震惊了世界。2012 年 7 月 4 日,在世界上最大的原子粉碎机——欧洲粒子物理实验室 CERN 的大型强子对撞机(LHC)上进行研究的 6000 名研究人员宣布,他们发现了希格斯玻色子,这是一种转瞬即逝的大粒子,是对其他基本粒子如何获得质量的深奥解释的关键。这一发现证实了一个具有 45 年历史的预测,完成了标准模型理论,将物理学家推向了聚光灯之下。然后是漫长的低潮。在 27 公里长的环形 LHC 于 2010年 开始取得数据之前,物理学家担心它可能会产生希格斯玻色子,但不会产生其他任何东西,因此除了标准模型之外会一无所获。到目前为止,这个噩梦般的场景正在变成现实。很多物理学家都认为,现在绝望还为时过早。经过 3 年的升级,LHC 现在正进行计划中五次运行的第三次启动,在其每秒进行的数十亿次质子对质子的碰撞中,可能会产生一些新粒子。事实上,LHC 应该可以再运行 16 年,通过进一步升级,可收集到数据应该是现有数据的 16 倍。所有这些数据可能会揭示出新粒子和现象的微妙迹象。尽管如此,一些研究人员表示,对撞机物理学的结局已经注定。在较小型实验中寻找暗物质的芝加哥大学物理学家 Juan Collar 表示,“如果他们什么都没发现,这个领域就死了。”伦敦国王学院的理论物理学家 John Ellis 表示,突然突破的希望已经让位于对发现的长期不确定的看法。“这就像是拔牙,而不是像牙齿脱落一样。”