江南app9月19日外媒科学网站摘要：用丝绸和石墨烯制成的柔性电路即将问世

2024-09-19 20:08:52

　　江南体育app科学家首次观察到了夸克之间的量子纠缠。此项突破在瑞士日内瓦附近的欧洲核子研究中心（CERN）完成，可能为进一步探索高能粒子中的量子信息打开大门。

　　几十年来，科学家们一直在测量电子和光子等粒子的量子纠缠，这种现象通常在低能量或“安静”的环境中较容易测量，比如量子计算机所需的超低温环境。然而，在像大型强子对撞机（LHC）中，质子碰撞是相对嘈杂和高能量的，这让从这些高能量碰撞的碎片中测量量子纠缠变得更加困难。

　　为了在大型强子对撞机中观察到量子纠缠，ATLAS探测器的物理学家分析了约100万对顶夸克和反顶夸克——它们是已知最重的基本粒子及其反物质对应体。研究人员在去年9月宣布了这一发现，并在最新一期的《自然》（Nature）杂志上详细报告了这一成果。与此同时，CMS探测器的物理学家也在今年6月发布在预印本服务器arXiv上的报告中证实了这一观察结果。

　　科学家并不怀疑顶夸克对会产生量子纠缠。粒子物理学的标准模型——目前解释基本粒子及其相互作用的理论框架——本质上基于量子力学，但最新的测量结果依然具有重要价值。

　　传染性癌症是生物学中最奇特的现象之一。这种肿瘤细胞可以像传染病一样从一个个体扩散到另一个个体。袋獾几乎被两种传染性肿瘤灭绝，而另一种则会在狗的生殖器上引发恶性肿瘤。

　　科学家或许即将解答这一问题。在一篇发表在《英国皇家学会学报B》（Proceedings of the Royal Society B）上的研究中，法国国家科学研究中心（CNRS）的研究人员报告了一种实验室中自发产生的传染性肿瘤。这一发现来自于水螅——一种小型海葵状的淡水动物。众所周知，水螅极易患癌。研究人员希望，这一发现能帮助更好地理解肿瘤如何发展、进化并扩散，从而最终为预防或控制野生动物中的传染性癌症提供线索。

　　水螅以“长生不老”闻名：健康的个体似乎能够无限期存活而不显现衰老迹象，甚至可以再生损伤的部分。然而，水螅也容易患癌症。圈养的野生水螅经常长出肿瘤，这使它们成为研究癌症发生机制的理想对象。由于水螅是无性繁殖动物——通过“萌芽”产生自己的克隆体，研究人员可以追踪遗传因素在癌症发生中的作用。

　　为了验证肿瘤是否是从亲本水螅遗传而来，研究小组还筛查了没有癌症的水螅无性繁殖后代。结果显示，来自癌症父母的水螅患肿瘤的概率是无肿瘤父母后代的四倍，尽管它们的基因完全相同。

　　虽然丝蛋白已被用于设计电子产品，但其应用范围一直受限，部分原因在于丝纤维的复杂结构。然而，由美国能源部西北太平洋国家实验室（PNNL）领导的研究团队已突破这一难题。他们在《科学进展》（Science Advances）杂志上报告称，研究团队在石墨烯（一种导电性优异的碳基材料）上成功形成了一层均匀的二维丝蛋白膜。

　　这种新型材料——石墨烯与丝蛋白的结合——有望成为可调谐的敏感晶体管，应用于可穿戴和植入式健康传感器。PNNL团队还看到了其在计算神经网络中的潜力，作为关键组件构建“忆阻器”，模仿大脑功能并推动神经网络的发展。

　　研究人员通过精确控制实验室条件，使丝蛋白片层高度有序排列，并形成常见的平行β-片结构。成像研究和理论计算表明，这些薄膜具有稳定的自然结构，其厚度不到DNA链的一半，支持生物电子工业的小型化趋势。

　　此研究是控制功能电子元件丝层的第一步，未来的关键研究领域包括提高丝绸集成电路的稳定性与导电性，以及探索其在生物可降解电子产品中的应用潜力。

　　天文学家对Arp 107星系的研究揭示了恒星形成的细节，以及数亿年前两个星系碰撞的过程。Arp 107位于小狮座（Leo Minor），距地球约4.65亿光年。

　　Arp 107由一对碰撞中的星系组成。早在2005年，美国宇航局（NASA）的斯皮策太空望远镜曾用红外线观测这一区域，但詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）提供了更高的分辨率。

　　韦伯望远镜的观测显示了两星系内的恒星及其相互作用，清晰展示了一条由恒星和气体组成的“桥梁”，这些气体是在星系交互过程中被拉出的。

　　其中一个是螺旋星系江南app，属于塞弗特星系群；另一个是椭圆星系，以类星体为主。塞弗特星系因比类星体更接近、更便于观测，成为研究低能光（如红外线）现象的理想目标。

　　韦伯望远镜捕捉到了这对星系的合并过程，这一过程可能持续数亿年。随着碰撞后的重建，Arp 107星系的形态将会发生变化，并为未来的天文学家提供更多研究机会。

　　斯坦福大学的研究人员开发了一款名为SandAI的人工智能工具，能够揭示跨越数亿年的石英砂颗粒的历史。SandAI可以精准识别风、河流、海浪或冰川是如何形成并沉积这些沙粒的。

　　该工具为研究人员提供了一个独特的窗口，帮助揭示过去的地质历史，特别是那些没有化石等线索保存的时代和环境。SandAI的微结构分析方法还可以用于法医学领域，例如打击非法采砂行为。

　　传统上，微结构分析是依靠放大镜和显微镜手动完成的，分析结果主观且耗时。通过引入机器学习，SandAI使沙粒的微观分析变得更为定量、客观，并可广泛应用。它还能分析单个沙粒，提供更完整的评估。

　　免疫疗法通过激活免疫系统来靶向肿瘤，彻底改变了癌症治疗方式。然而，只有20%至40%的患者表现出积极反应，不同癌症类型的反应率也不同。确定哪些患者将从免疫治疗中受益是研究的主要方向之一。

　　许多研究探索了肿瘤的独特特征、周围微环境和患者的免疫系统。尽管取得了这些进展，但目前尚不清楚哪些生物标志物反映了相同的潜在因素，或者有多少不同的因素独立地影响了这种治疗的成功。

　　西班牙巴塞罗那生物医学研究所（IRB Barcelona）的研究人员已确定了5个关键因素，它们影响了患者对检查点（CPI）疗法的反应及生存率。CPI是一种广泛用于癌症治疗的免疫疗法。这一发现发表在《自然遗传学》（Nature Genetics）杂志上，为癌症个性化治疗带来新的希望。

　　研究人员确定的5个关键因素是：肿瘤突变负担（TMB）；有效T细胞浸润；肿瘤微环境中转化生长因子β（TGF-β）的活性；患者既往治疗史；以及肿瘤增殖潜力。这些因素与不同癌症类型的CPI疗效有关，研究团队通过六个独立人群共1491名患者的数据验证了这一结论。（刘春）