前沿扫描六则

2020-12-04 09:40
农村青少年科学探究 2020年9期
关键词:存储器细胞膜星系

“时空遗产调查”望远镜或可找到“行星九”

近日,美国科学家提出一项新计划,希望借助未来的“时空遗产调查”(LSST)望远镜找到所谓的“行星九”。“行星九”是指太阳系第九颗大行星。大多数理论认为,“行星九”是一颗仍未被发现的行星,但也可能是一颗行星质量黑洞。哈佛大学“黑洞计划”创始人艾维·劳埃伯等人进行的研究表明,LSST能够通过观察由小奥尔特云天体撞击产生的吸积耀斑来发现黑洞。“在黑洞附近,接近黑洞的小天体会由于星际介质的气体被黑洞吸积加热而熔化。一旦熔化,该小天体会受到黑洞产生的潮汐力的干扰和破坏,然后被吸积到黑洞上。由于黑洞本质上是暗的,所以物质在到达黑洞入口途中发出的辐射,是照亮这个黑暗环境的唯一方法。”研究人员称,如果太阳系确实有“行星九”,就如哥伦布发现新大陆一样,将引起人们进一步思考并开启新的研究领域。比如,它是否塑造了太阳系历史?太阳系还有更多类似的原始黑洞吗?

科学家发现史上最大宇宙结构之一——南极墙

研究人员研究宇宙的3D地图,发现了有史以来最大的宇宙结构之一——南极墙。该结构是一堵巨大的墙,绵延14亿光年,包含了数十万个星系。天文学家早就知道,星系并不是随机分散在宇宙中的,而是聚集在所谓的宇宙网中。宇宙网由一连串氢气组成,星系就像项链上的珍珠一样串在一起,周围是大片的空洞。科学家们正致力于绘制星系间的线,作为宇宙学领域的一部分,此前他们已经绘制了其他巨大的星系结构。有史以来发现的最大的单一结构被称为“大力神”——日冕墙,横跨100 亿光年。为了创建他们的新地图,研究人员使用新的天空测量来窥视一个被称为“银河遮蔽区”的区域。该团队使用的方法包括常用的红移,但也考虑到了星系相互之间的运动。该技术的优势在于,它可以让科学家们探测到隐藏的质量,这些质量在引力作用下影响着其他星系的运动。

存储器“连存带算”从理论转向实践

自20世纪40年代首台计算机问世以来,计算机的基本结构几乎没有改变。经典计算机包括两个重要组成部分:运算处理器和信息存储器。如今这两方面都取得了巨大进步,处理器的处理能力和存储器的存储容量都显著提高。然而,两者之间的通信却成为限制计算机整体处理速度的瓶颈,因为处理器和存储器之间的信息传输速度比处理本身慢得多,并且消耗大量能量。近年来,以色列理工大学研究人员专注于实现功能性存储器计算的几种途径,并发明了忆阻器辅助逻辑(MAGIC)技术。忆阻器是既能存储又能处理信息的电路形式,超越了该领域常规电路技术的性能。日前,他们展示了自己利用计算机存储器进行计算的研究成果,这代表着开发存储器计算的重要里程碑,是计算技术方面的突破,将为大数据所需的更快处理和分析提供解决方案。

机器学习诞生新型化学“研究员”

近日,英国利物浦大学科学家描述了一种经过机器学习算法改造的机器人,它可以使用和人类化学家一样的标准分析仪器,相当于使“机器人研究员”而不是常规仪器变得自动化。这种机器人采用激光扫描和触觉反馈相结合的方式实现定位,而没有采用视觉系统。因此,它可以在完全黑暗的环境下操作,这有助于进行光敏反应。“机器人研究员”尺寸和人类相当,可以在传统无改造的实验室内工作。不同于许多只能配发液体的自动化系统,这种机器人能够以较高的准确性和可重复性配发固体和液体,扩大了它在材料研究中的实用性。研究人员通过编程方式,让该机器人探索各种假设,以提高一种聚合光催化剂的性能。机器人在2天~3天内,便优化了反应条件,而人类预计要几个月的时间才能做到。研究团队认为,目前在传统实验室内使用这种机器人,可以解决大量不限于光催化的研究问题。

科学家发现体型比手机还小的恐龙化石

人们普遍认为恐龙是庞然大物。但最近科学家在马达加斯加南部的一个灰色砂岩盆地里发现了一批2.37亿年前的爬行动物——Kongonaphon kely(意思是“虫子杀手”)的化石,这种爬行动物被归类为是恐龙和翼龙的共同祖先。从体积来看,它比一部iPhone还短,大概只有4英寸(约10.16cm)高。新出土的它们的牙齿还让研究小组得出结论,它们可能以昆虫为食。在研究人员看来,体型的缩小可能还促进了恐龙和翼龙的进化成功。身体的微型化变化使其更难保持热量,因此Kongonaphon拥有的像羽毛一样的毛茸茸的皮肤覆盖物可能是用来保暖的。此外,体型变小的过程可能也是其具备飞行能力的必要前提。外媒称,Kongonaphon可能为古生物学家了解史前恐龙和翼龙打开了一扇窗户,它或许可以揭示这些动物是如何在大约2.3亿年前的三叠纪中期统治地球的。

“芯片上的膜”有望加快新冠肺炎药物筛选

英国剑桥大学科研人员和美国科学家携手,开发出一种可以模仿人类细胞膜的“芯片上的膜”,它可以连续监测药物和感染因子与人体细胞的相互作用。据悉,新设备在芯片上形成,保留了细胞膜的功能,可以模仿任何类型细胞的膜,包括细菌和人类细胞膜,甚至植物坚硬的细胞壁等。该设备使用电子芯片来测量细胞膜的任何变化,使科学家能安全、轻松地了解细胞与外界的相互作用。细胞膜在生物信号传导中起关键作用,控制着缓解疼痛、病毒感染等所有生物过程,并充当细胞与外界之间的“看门人”。该设备将加快对新冠肺炎候选药物的筛选工作,并提供有关这种病毒如何工作等问题的答案。据悉,研究人员还计划制造病毒膜并将其与这种芯片融合,这些病毒膜与新冠病毒的膜相同,但不包含病毒的核酸,科学家可借此鉴定出中和病毒刺突蛋白(新冠病毒借其进入宿主细胞)的新药或抗体。

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