5月12日(星期一)消息,國外知名科學網(wǎng)站的主要內(nèi)容如下:
《自然》網(wǎng)站(www.nature.com)
科學奇跡!大型強子對撞機“點鉛成金”,但僅存1微秒
歐洲核子研究中心(CERN)的物理學家利用大型強子對撞機(LHC)將鉛轉(zhuǎn)化為黃金,盡管這一過程僅持續(xù)微秒級別,且成本極高。這一成果標志著十七世紀煉金術士夢想的現(xiàn)代科學實現(xiàn)。
實驗在CERN的LHC中進行,科學家讓接近光速的鉛離子束對撞。當離子未正面碰撞而是擦身而過時,其強電磁場會觸發(fā)能量脈沖,使鉛原子核失去三個質(zhì)子,從而轉(zhuǎn)變?yōu)榻鹪印S捎阢U和金質(zhì)子數(shù)不同(鉛82個,金79個),傳統(tǒng)化學手段無法實現(xiàn)這一嬗變。
研究團隊從海量碰撞數(shù)據(jù)中篩選出金原子核的生成信號。2015至2018年的數(shù)據(jù)顯示,對撞共產(chǎn)生860億個金原子核,總質(zhì)量僅約29萬億分之一克。這些金原子極不穩(wěn)定,通常在1微秒內(nèi)衰變或撞擊實驗裝置。
此前,CERN的另一臺加速器SPS曾在2002至2004年觀測到類似現(xiàn)象,但LHC的實驗能量更高,金原子產(chǎn)率顯著提升,觀測結果也更精確。盡管技術上可行,CERN表示并無量產(chǎn)黃金的計劃。研究團隊指出,該實驗的核心意義在于深入理解光子與原子核的相互作用,以優(yōu)化LHC的粒子束性能,為未來高能物理實驗提供支持。
《科學》網(wǎng)站(www.science.org)
蚊媒病毒再襲熱帶:留尼汪島疫情擴散,全球防控面臨新挑戰(zhàn)
近期,基孔肯雅病毒在印度洋留尼汪島(法國海外省)卷土重來,已導致5萬例確診病例和12人死亡,并擴散至毛里求斯等鄰近島嶼。盡管基孔肯雅疫苗IXCHIQ已上市,但歐洲藥品管理局(EMA)因兩例死亡和數(shù)起嚴重不良反應事件,暫停了該疫苗在65歲及以上人群的使用。
基孔肯雅病毒由埃及伊蚊和白紋伊蚊傳播,癥狀包括高熱、劇烈關節(jié)疼痛和皮疹,部分患者可能發(fā)展為長期慢性疼痛或嚴重炎癥。該病毒在熱帶地區(qū)長期流行,而留尼汪島此次疫情可能與病毒基因突變有關,使其更易通過亞洲虎蚊傳播。此外,由于距離上次大流行已過去20年,當?shù)啬贻p群體普遍缺乏免疫力,加之退休移民的增加,進一步擴大了易感人群規(guī)模。
疫情的影響已超出留尼汪島。監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,歐洲每周檢出約100例輸入性病例,而歷史經(jīng)驗表明,該病毒可能通過旅行者傳播至更廣泛地區(qū),如印度曾因此暴發(fā)140萬例感染。隨著南半球進入涼爽季節(jié),留尼汪島病例數(shù)有所下降,但專家警告,病毒仍可能在其他地區(qū)繼續(xù)擴散。
此次疫情再次凸顯蚊媒病毒疾病的全球威脅,而疫苗的安全性和適用人群限制仍是防控中的關鍵挑戰(zhàn)。
《每日科學》網(wǎng)站(www.sciencedaily.com)
1、觸目驚心!人類抗生素正悄悄污染全球河流
由加拿大麥吉爾大學牽頭的一項研究警告,全球數(shù)百萬公里的河流正受到抗生素污染,其濃度足以加劇耐藥性并危害水生生物。該研究發(fā)表于《美國國家科學院院刊》(PNAS)子刊《PNAS Nexus》上,首次量化了人類抗生素使用對全球河流的污染程度。數(shù)據(jù)顯示,每年約8500噸抗生素(接近人類年消耗量的三分之一)最終進入河流系統(tǒng),其中許多已通過污水處理,但仍未能完全清除。
盡管單個抗生素在河流中的濃度通常極低,但長期累積暴露仍可能威脅生態(tài)系統(tǒng)和人類健康。研究團隊通過全球模型并結合近900處河流的實地監(jiān)測發(fā)現(xiàn),使用最廣泛的抗生素阿莫西林在部分地區(qū)的濃度已超過安全閾值,尤其是東南亞,因抗生素用量增長與污水處理不足而問題突出。
研究強調(diào),抗生素在醫(yī)療中的必要性不可忽視,但需關注其對環(huán)境的潛在影響,包括耐藥性擴散和水生生態(tài)破壞。值得注意的是,該研究僅統(tǒng)計了人類使用的抗生素,若疊加畜牧業(yè)和制藥業(yè)的排放,污染問題可能更嚴峻。
專家呼吁加強河流抗生素監(jiān)測,尤其在高風險地區(qū),并制定管理策略以減少污染。這一研究為全球水資源保護與公共衛(wèi)生安全提供了重要依據(jù)。
2、警惕!50歲以下人群這些癌癥發(fā)病率激增,專家揭示關鍵原因
美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)的一項最新研究顯示,2010年至2019年間,美國50歲以下人群中14種癌癥的發(fā)病率有所上升,其中包括乳腺癌、結直腸癌等常見類型。與此同時,肺癌、前列腺癌等19種癌癥的發(fā)病率在年輕群體中下降,因此整體癌癥診斷率和死亡率并未增長。
該研究基于美國疾病控制與預防中心(CDC)的全國癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù),覆蓋了33種癌癥類型,并按不同年齡組進行分析。結果顯示,部分癌癥不僅在50歲以下人群中增長,在50歲以上群體中也呈上升趨勢,這包括女性乳腺癌、結直腸癌、腎癌、睪丸癌、子宮癌、胰腺癌以及三種淋巴瘤。值得注意的是,結直腸癌和子宮癌的死亡率在年輕人群中有所增加,而其他多數(shù)癌癥的死亡率保持穩(wěn)定。
此外,黑色素瘤、宮頸癌、胃癌等5種癌癥僅在年輕群體中發(fā)病率增加。從絕對數(shù)值來看,2019年女性乳腺癌新增病例最多(約4,800例),其次是結直腸癌(2,100例)、腎癌(1,800例)和子宮癌(1,200例),這四類癌癥占新增早發(fā)癌癥病例的80%以上。
研究人員認為,肥胖率上升、篩查技術改進以及高風險人群監(jiān)測加強可能是發(fā)病率增長的原因。未來需進一步研究不同人群和地區(qū)的癌癥趨勢,并深入探討影響年輕人的特定風險因素。該研究最近發(fā)表于《癌癥發(fā)現(xiàn)》(Cancer Discovery)雜志。
《賽特科技日報》網(wǎng)站(https://scitechdaily.com)
1、日本人起源之謎:DNA研究揭示“三重祖先”結構
科學家通過全基因組測序發(fā)現(xiàn),現(xiàn)代日本人的祖先并非傳統(tǒng)認為的兩個族群,而是由三個古代群體共同構成。這一發(fā)現(xiàn)來自日本理化學研究所綜合醫(yī)學科學中心的一項大規(guī)模研究,該研究分析了全日本3200多人的完整基因組數(shù)據(jù)。
長期以來,學界認為日本人的祖先主要分為兩支:本土的繩文狩獵采集者和后來從東亞遷入的稻作農(nóng)民。但新研究指出,來自東北亞的“蝦夷人”也是重要組成部分,表明日本民族的形成過程更為復雜多元。研究顯示,日本人的基因多樣性存在明顯地域差異:沖繩居民的繩文血統(tǒng)占比最高(28.5%),而西日本人群的基因更接近漢族,這可能與歷史上東亞移民的影響有關;蝦夷血統(tǒng)則在東北地區(qū)最為顯著。
研究團隊采用了全基因組測序技術,數(shù)據(jù)量是傳統(tǒng)基因芯片方法的3000倍,并建立了“日本全基因組/外顯子組測序百科全書”(JEWEL)數(shù)據(jù)庫,整合基因信息與臨床數(shù)據(jù)以探索疾病關聯(lián)。分析還發(fā)現(xiàn),現(xiàn)代日本人攜帶44個源自尼安德特人和丹尼索瓦人的古基因片段,其中一些與2型糖尿病、冠心病等疾病相關。此外,特定基因變異可能與高血壓、聽力損失等健康問題存在聯(lián)系。
這項研究不僅改寫了日本人的起源認知,也為個性化醫(yī)療提供了潛在方向。目前,大規(guī)?;蚪M研究仍以歐裔人群為主,但科學家強調(diào),基因組研究擴展至亞洲人群對未來的醫(yī)學發(fā)展至關重要。
2、碳納米管突破:低能量光秒變高能量,太陽能技術或迎革命
日本理化學研究所先進光子學中心的科學家發(fā)現(xiàn),單壁碳納米管能夠通過一種特殊機制,將低能量光轉(zhuǎn)化為更高能量的光。這一發(fā)現(xiàn)可能推動太陽能技術和生物成像領域的突破。
通常,材料吸收高能量光(如紫外光)后會釋放較低能量的可見光,這種現(xiàn)象稱為光致發(fā)光。然而,在某些情況下,材料吸收低能量光后反而會釋放更高能量的光,這一罕見過程被稱為上轉(zhuǎn)換光致發(fā)光(UCPL)。UCPL對太陽能技術具有重要意義,因為它可以將原本無法利用的低能量光轉(zhuǎn)化為可發(fā)電的高能量光,從而提高太陽能電池的效率。
在傳統(tǒng)光致發(fā)光中,光激發(fā)電子形成激子,激子復合并釋放能量較低的光。而在UCPL中,激子通過與材料中的聲子(晶格振動)相互作用獲得額外能量,最終釋放出比入射光能量更高的光。
此前,學界認為UCPL僅在碳納米管存在結構缺陷時發(fā)生。但該研究團隊發(fā)現(xiàn),即使在沒有缺陷的碳納米管中,UCPL也能高效進行。其機制在于:光激發(fā)電子時,聲子同時提供能量,形成“暗激子”態(tài),最終發(fā)射更高能量的光。實驗還表明,溫度升高會增強UCPL效應,因為高溫下聲子更活躍。
這一發(fā)現(xiàn)為開發(fā)新型光電器件提供了新思路。研究人員計劃進一步探索利用UCPL實現(xiàn)納米管冷卻的可能性,并設計基于該效應的能量收集裝置。理化學研究所團隊表示,這項研究有望為先進光電子和光子器件的設計開辟新途徑。(劉春)