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小粒子,大裝置,中國將建100公裏環形對撞機 | 一周科學簡報

2024-06-26科學

01

小粒子,大裝置,中國將建100公裏環形對撞機

歐洲FCC未來不明,科學界寄望中國CEPC 圖源:Nature

中國可能2027年開始建造一台耗資50億美元、耗時10年、長達100公裏的環形電子正負電子對撞機(CEPC),以便未來能精確測量有「上帝粒子」之稱的希格斯玻色子。

在巨大的地下隧道中,CEPC 將以超高的能量粉碎電子及其反粒子—正電子,從而產生數以百萬計的希格斯玻色子。希格斯玻色子數量如此之多,令科學家們能比以往任何時候都更詳細地研究這種賦予萬物質素的神秘粒子,探索宇宙演化、粒子作用方式、暗物質的性質等諸多奧秘。

CEPC的最新報告中包括加速器布局設計和元件原型的詳細藍圖,以及對三個潛在場址的評估:秦皇島、長沙和湖州。CEPC這個巨型機器計劃采用的許多元件已在中國其他科學設施中經受了測試,因此中國科學院高能物理研究所所長、物理學家 王貽芳 確信「這是一台我們能夠建造的真正的機器」。

歐洲原計劃投資170億美元、2030年開建的未來環形對撞機(FCC)目前籠罩著不確定性的陰影。這使得凝聚了許多國際合作的CEPC更為重要。

據悉,即將開建的CEPC、2024年將進入執行的江門地下微中子觀測站,以及許多中國大型物理設施工作團隊當中,國際研究人員的比例已達30%到50%。

連結:

https://doi.org/10.1038/d41586-024-02005-4

02

愛玩才會贏,貪玩海豚多生育

愛玩的海豚成年後會生出更多小海豚 圖源:Pixabay

躍過海浪或並肩沖浪,海豚是一群愛玩的動物。但長期以來,海豚的嬉戲——以及從鬣狗到人類的嬉戲——一直令前進演化生物學家感到困惑。 為什麽要把這麽多精力花在玩耍上?

【美國國家科學院院刊】( Proceedings of the National Academy of Sciences )上最新發表的一份研究提供了一個有趣的解釋:幼年雄性海豚透過玩耍來掌握為人父所需的技能。最重要的是,科學家們發現最愛玩耍的雄性海豚成年後會生更多的小海豚。這項令人興奮的研究解決了一個前進演化難題,它第一次將遊戲和繁殖聯系了起來。

科學家們對 28 只幼年雄性海豚進行了長達 4 到 5 個月的密切跟蹤,它們「似乎持續不斷地玩耍,永遠不會厭倦遊戲」。在海豚版「捉迷藏」中,群體中總有一個成員會扮演能生育的雌性角色,其他成員快速追趕嬉戲,在此過程中練習鳴叫和身體同步等技能——幾年後當它們性成熟時才會真正使用。

人們一直假設青少年的遊戲行為有助於建立良好的社會關系,但這是首次有研究表明幼年的合作遊戲會給成年後帶來繁殖的益處。 遊戲絕非毫無價值,自然界的很多例證生動說明了「愛玩才會贏」。

連結:

https://www.science.org/content/article/more-playful-young-male-dolphins-father-more-offspring

03

鏡片塗層膜,看穿最深的夜

將紅外光轉換成可見光只需塗層膜 圖源:NewScientist

十多年來,研究人員一直在尋找能將人眼無法看到的紅外線轉化為可見光的最佳輕質材料。其目的是取代通常都很笨重的夜視鏡。直到最近,主要的候選材料還是砷化鎵。

現在,坎培拉澳洲國立大學的 勞拉·華倫西亞·莫利納 (Laura Valencia Molina)和同事們發現,一種由鈮酸鋰制成、塗有二氧化矽光柵的薄膜可以將1550納米波長的紅外線高分辨率成像轉換為550納米波長的可見光,從而有可能實作夜間視力。

科研人員表示,隨著設計和材料效能的改進,這種新材料能夠將紅外光轉換成可見光的能力比砷化鎵薄膜高出10倍。有朝一日, 塗有鋰化合物的眼鏡可以讓佩戴者的目光穿透黑暗

連結:

https://www.newscientist.com/article/2434145-glasses-coated-in-lithium-could-let-us-see-in-the-dark

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司美格魯肽,減肥藥的「好」副作用

司美格魯肽有一系列有益的副作用 圖源:NewScientist

凱西·施瓦茨 以堅強的意誌力跟酗酒、抽煙、吸毒的欲望抗爭了十年,已經感到筋疲力盡。現在她終於得到了解放。在開始服用處方藥 司美格魯肽 (semaglutide)之後的10個月時間裏,她的體重減輕了近 30 公斤,而且產生了一系列副作用:喝酒嗑藥的欲望消失了,一波一波襲來的抑郁和焦慮也平息了下來。

施瓦茨參與了一項全新的科學研究,在這裏她遇到了很多和自己有類似體驗的人。研究顯示,Ozempic 和 Wegovy 等司美格魯肽藥物能模擬進食後釋放的腸道激素,對大腦和心理健康產生令人驚喜的益處。更重要的是,這些作用似乎不僅僅是透過減輕體重,而是透過直接作用於大腦。

司美格魯肽藥物藥物的故事要追溯到 20 世紀 70 、80 年代,當時研究人員驚訝地發現,實驗室中的嚙齒動物被註射藥物之後會刺激胰島素分泌,減少進食並減輕體重。現在更令人驚訝的是, 這種藥物為治療抑郁、焦慮、成癮和阿茲海默癥開辟了潛在的新途徑。

連結:

https://www.newscientist.com/article/mg26234953-900-the-surprising-mental-health-and-brain-benefits-of-weight-loss-drugs/

註:本文僅介紹科學研究的最新動態,並非藥品推銷或用藥建議。

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自愈型玻璃,再也不碎一地

生活中玻璃無處不在,自愈玻璃可能發揮巨大作用 圖源:Pexels

玻璃是一種非常古老的材料,人類使用它的歷史可以追溯到古埃及甚至是石器時代。 更廣義地說,「玻璃」一詞定義的是一種物質狀態,它指的是任何經過冷卻變得堅硬而不結晶的物質。

不過對玻璃來說,動輒碎一地也是一個顯而易見的特質。

【自然】雜誌最近報告了一項驚人的發現:一種簡單的三肽有機化合物可以制成一種新型玻璃,它具有與傳統玻璃相似的光學特性,而且還具有粘合和自愈能力。

研究人員發現,肽與水混合後可以成為一種堅硬的玻璃。肽是胺基酸鏈,就像較小版本的蛋白質,由於能自我組裝成具有獨特性質的結構,因此是極具吸重力的化學構件。

更重要的是, 這種多肽玻璃的獨特性質使其在破裂時只要加水就能夠自我愈合,並在親水表面之間起到強力粘合劑的作用。

這種玻璃還可用作粘合塗層,是能在科學和工程領域的各種套用中發揮極大優勢的多功能材料,這些發現為傳統玻璃的可持續替代品指明了方向。

連結:

https://www.nature.com/articles/d41586-024-01505-7

編 輯 | 秣 馬

佳 瑩

責 編 | 小 文