2020年11月2日环球科学要闻

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                                2020年11月2日环球科学要闻
                               
                                英国启动升级的MAST核聚变反应堆；在更小的范围内研究量子纠缠；胼胝体发育不良或能促进大脑的可塑性；小行星贝努在175万年前才靠近地球……
                               
                               
· 核物理 ·
英国启动升级的MAST核聚变反应堆


图片来源：Culham Centre for Fusion Energy

经过7年的重建，英国兆安球形托卡马克（MAST）升级核聚变反应堆于10月30日正式启动，MAST升级由之前的“甜甜圈”升级为“带核苹果”的形状，增强了反应堆的稳定性。这次升级的建造共耗费5500万英镑（折合人民币约4.8亿元），将为未来建造更多的聚变反应堆提供实际经验。如果MAST升级表现出强劲的效能提升，英国政府计划再投入2.2亿英镑（折合人民币约19亿元），依照MAST升级的经验，建造一个聚变发电站；如果一切按计划进行，这个下一代发电站将在2040年启动。


· 物理学 ·
在更小的范围内研究量子纠缠


图片来源：Rachel Davidowitz

当两个原子的距离小于衍射极限（diffraction limit）时，原子会产生相互作用，出现多种量子力学行为。但由于光学显微镜的限制，在实验条件下研究这些原子的相互作用十分困难。在一项发表于《科学》的研究中，科学家开发了一种新的方法，能将原子的距离控制在极小的范围内。他们通过在纳米级别的光学线路中，利用精细调控的激光激发晶体中距离相近的铒原子。由于每个原子能对略微具有频率差异的光产生反应，实验人员能同时控制多个原子。这项研究将允许在更精细的范围内，研究原子的旋转及其产生的量子纠缠行为。


· 神经科学 ·
胼胝体发育不良或能促进大脑的可塑性


图片来源：Unige/Siffredi图片来源：NASA/Goddard/University of Arizona

胼胝体（corpus callosum）是连接大脑两个半球的神经纤维结构，每4000人中就有1人胼胝体发育不全，但其中有约四分之一不会出现任何症状。据一项《大脑皮层》上的研究，科学家利用核磁共振扫描了20名8~17岁胼胝体发育不全症患者的大脑，发现他们脑半球间的功能性脑区能够出现与健康大脑相当一致的神经活动，意味着这些脑区可以相互沟通。这可能是由于本应连接脑半球间的神经纤维如Probst束，会在各半球内卷曲起来，且数量比健康大脑更多，而半球内的连接加强使信号能够通过新通路在各脑区间交流，弥补了半球间神经纤维的缺失，体现了大脑的可塑性。


· 行星科学 ·
小行星贝努在175万年前才靠近地球


图片来源：NASA/Goddard/University of Arizona

在一项新的《自然》研究中，科学家根据由OSIRIS-REx探测器拍摄的高清照片中，近地小行星贝努上的撞击痕迹判断，尽管贝努在几亿年前就形成了，但它在最近才进入了地球的周边范围。利用新开发的计算方式，科学家能从这些撞击痕迹中得出贝努受到撞击的频率、撞击物的体积、速度和能量。通过这些数据，他们判断贝努在175万年前才进入了地球周边区域。


· 化学 ·
最小冰立方的新结构

冰的结晶过程非常迅速且难以控制，因此精确解析微冰结构和形成机制仍是一个科学难题。近期，在一项发表于《自然·通讯》的研究中，中国科学家利用自主研制的中性团簇红外光谱实验装置，测定了中性水分子八聚体（H2O）8的红外光谱，得出了冰的光谱特征。这一实验结果由清华大学的研究人员通过开发的TGMin程序结合高精度的量子化学理论方法进行了验证。研究表明，水分子八聚体存在5个稳定的立方体结构，其中3个水立方体结构是首次由实验观测。这些立方体结构中的水分子均以三配位的方式结合在立方体的顶角。该研究工作揭示了最小冰立方的多个新的结构，为揭开冰的微观结构和形成机制提供了新思路。


· 仿生学 ·
新型人造皮肤功能与天然皮肤无异

人体皮肤处于“张力平衡”（traction-force balance）状态有助于保持内部结构强度，但由于皮肤的复杂性，目前较难研究其内部的张力分布。近日，在《通讯生物学》的一项研究中，科学家开发出了新型人造皮肤（HSE），通过固定在培养容器中并控制皮肤的收缩程度，重现了人类皮肤中的“张力平衡”。与传统的无张力人造皮肤相比，这种人造皮肤在真皮层中具有更多的胶原纤维，能繁殖更多的初级皮肤细胞且有更多的特定基因表达。他们推测皮肤通过感知张力的神经信号，控制皮肤的“张力平衡”，进而促进皮肤愈合再生。该研究有助于为疾病和老化引起的皮肤问题提供解决方案。


· 工程建设 ·
三峡工程完成整体竣工验收全部程序

11月1日，水利部、国家发展改革委公布，三峡工程日前完成整体竣工验收全部程序。根据验收结论，三峡工程建设任务全面完成，工程质量满足规程规范和设计要求、总体优良，运行持续保持良好状态，防洪、发电、航运、水资源利用等综合效益全面发挥。三峡电站是世界上总装机容量最大的水电站，投产以来，三峡电站发出的优质清洁电力能源，相当于节约标准煤4.30亿吨，减少二氧化碳排放11.69亿吨。此外，三峡工程建设形成的科技成果获国家科技进步奖20多项，省部级科技进步奖200多项，专利数百项，创造了100多项“世界之最”，而“长江三峡枢纽工程”项目也获得了2019年度国家科学技术进步奖特等奖。（科技日报）


· 新冠疫情 ·

截至北京时间11月2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46420940例，死亡病例1199501例。

当地时间11月1日晚，谭德塞在个人社交媒体上表示，自己确认曾接触新冠病毒检测阳性者，目前身体状况良好并无任何症状，将进行自我隔离，遵守世卫组织防疫规定，居家办公。

11月1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24例，其中境外输入病例21例（上海6例，广东5例，山西3例，甘肃3例，四川2例，天津1例，江苏1例），本土病例3例（均在新疆）；无新增死亡病例；新增疑似病例1例，为境外输入病例（在上海）。新增无症状感染者30例（境外输入24例）；当日转为确诊病例2例（无境外输入）；当日解除医学观察10例（均为境外输入）；尚在医学观察无症状感染者684例（境外输入460例）。

文：罗丁豪、石云雷、马一瑗、曾欣欣
编辑：罗丁豪、石云雷