6月18日外媒科學網站摘要:中國或在2027年開建全球最大粒子對撞機

6月18日(星期二)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:

《自然》網站(www.nature.com)

中國或在2027年開始建造全球最大粒子對撞機

中國希望在三年後開始建造一座耗資50多億美元的環形電子-正電子對撞機(CEPC),力爭比歐洲提議的大型對撞機更早實現。該項目將長達100公里,旨在精確測量希格斯玻色子,這是一種賦予物質質量的神秘粒子。通過對希格斯玻色子的研究,可以回答一些基本問題,例如宇宙的演化過程以及粒子爲何以特定方式相互作用。

有關CEPC的提案可能會在明年被納入中國的下一個五年計劃。根據最近發佈的一份綜合技術設計報告,如果項目能獲得政府支持,將於2027年開始建設,預計耗時約10年。該報告估計,這座超大型對撞機將耗資364億元人民幣(約合52億美元),其建造和運行成本遠低於歐洲計劃中的170億美元的未來環形對撞機(FCC)。如果獲得批准,歐洲的未來環形對撞機將在本世紀30年代開始建造。

在其巨大的地下隧道中,CEPC將以極高的能量碰撞電子和正電子,產生數百萬個希格斯玻色子。理論物理學家表示,這些大量的希格斯玻色子將使研究人員能夠比以往更詳細地研究這種粒子。通過更精確地測量希格斯粒子,研究人員將能夠探索超越標準模型的問題,比如暗物質的本質以及爲什麼宇宙中的普通物質比反物質多。

《科學時報》網站(www.sciencetimes.com)

研究發現植物也有智慧,能夠解決問題

科學家發現植物具備智慧,但我們可能需要重新定義智慧的概念。

根據最近的一項研究,當昆蟲在吃附近的植物時,植物能夠感知到,並通過釋放一種化學物質來防止損害。這種化學物質會警告昆蟲,使植物成爲不合適的食物來源。顯然,植物具備解決問題的能力。

專家們現在呼籲重新定義智慧的概念,將解決問題的能力納入其中。智慧的特點通常是中樞神經系統將信息傳遞給其他神經,從而解釋信息。

康奈爾大學生態學和進化生物學教授安德烈·凱斯勒(Andre Kessler)表示,從70多個已公佈的術語定義來看,即使在同一專業的專家之間,對智慧的定義也沒有達成共識。

早期的研究表明,當植物的葉子或莖部受到環境壓力時,它們會釋放出高頻的痛苦聲音。此外,研究人員假設植物可能能夠回憶過去的事件、計數、識別親屬,甚至做出決定。

《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)

1、新的篩查工具可將肝癌患者生存率提高近5倍

肝細胞癌(HCC)是最致命的惡性腫瘤之一,早期診斷對提高患者生存率至關重要。在一項突破性研究中,美國匹茲堡大學醫學院的研究人員開發了一種血清融合基因機器學習模型。這種重要的篩查工具可以將HCC患者的5年生存率從20%提高到90%,因爲它可以顯著提高HCC早期診斷的準確性,並監測治療效果。這項研究發表在《美國病理學雜誌》(The American Journal of Pathology)上。

HCC是最常見的肝癌類型,約佔90%的肝癌病例。目前,最常用的HCC生物標誌物是血清α-胎兒蛋白篩查試驗,但其準確性並不總是可靠的,高達60%的肝癌病例僅在晚期被診斷出來,導致生存率僅爲20%左右。

爲了尋找一種更有效的診斷工具來區分非HCC和HCC病例,研究人員使用實時定量反轉錄PCR(RT-PCR)分析了61例HCC患者和75例非HCC患者血清樣本中的9個融合轉錄物。這9種融合轉錄物中有7種在HCC患者中經常發現。

研究團隊使用留一交叉驗證方法,基於血清融合基因水平生成機器學習模型,以預測訓練隊列中的HCC病例。

結果顯示,四融合基因邏輯迴歸模型預測HCC發生的準確率爲83%至91%。當與血清α-胎兒蛋白結合時,雙融合基因加α-胎兒蛋白logistic迴歸模型對所有隊列的準確率爲95%。

此外,通過定量分析血清樣本中的融合基因轉錄物,還可以準確評估治療效果,並監測癌症的復發情況。

2、母子關係可部分解釋人類長壽之謎

根據美國康奈爾大學的一項新研究,母親和孩子之間的關係可能爲解開人類爲什麼比其體型預期壽命更長提供線索,併爲人類的意義提供新的啓發。

康奈爾大學神經生物學和行爲學的克拉曼博士後馬修·齊普爾(Matthew Zipple)表示:“與許多其他哺乳動物相比,我們的壽命超長,這是人類真正神秘的事情之一。我們提出的觀點是,我們長壽的部分原因在於母親和孩子之間的關係。”

這篇標題爲《母性照顧導致生命緩慢而漫長的進化》(Maternal Care Leads to the Evolution of Long, Slow Lives)的論文發表在《美國國家科學院院刊》上。

在他們的模型中,齊普爾和合著者一致發現,在後代生存依賴於母親長期存在的物種中,這些物種往往進化出更長的壽命和更慢的生活節奏,其特徵爲壽命較長和繁殖頻率較低。

齊普爾稱:“當我們看到母親生存和後代健康之間的聯繫越來越強時,我們也看到這些動物的進化壽命更長,繁殖頻率更低,這與我們在人類身上觀察到的模式相同。這個模型的優勢在於,它對哺乳動物普遍適用,因爲我們知道這種聯繫存在於靈長類動物以外的其他物種中,比如鬣狗、鯨魚和大象。”

《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)

1、地球異常的空間探測:突破性新技術有助於地震早期預警

根據《應用大地測量學雜誌》(Journal of Applied Geodesy)上的一項新研究,地震的發生可能比以前認爲的更早被衛星探測到。地震前,衛星可以捕捉到地面、大氣和電離層中的各種異常現象,這爲地震早期預警系統的開發提供了新的希望,有助於減少人員傷亡和財產損失。

地震早期預警系統的關鍵技術之一是使用衛星監測地面、大氣及其上層電離層內的各種物理和化學參數。這些異常現象被稱爲地震前兆,儘管研究人員意識到它們的存在,但由於前兆之間的複雜相互作用和在不同地震及地理區域的可變性,很難找到一種可預測地震的模式。然而,隨着衛星技術的不斷進步,這種模式正逐漸顯現。

伊朗德黑蘭大學的研究人員評估了2023年2月6日發生在土耳其和敘利亞邊境的兩次地震前後的各種衛星數據。研究發現,早在地震前12-19天,就觀測到震區地表溫度的異常;在地震前5-10天,觀測到大氣參數的異常;在地震前1-5天,發現電離層的明顯異常。這些異常現象從地面開始,逐漸在大氣層和電離層中變得明顯,表明這些信號源於地面。

研究這些現象可以爲地震早期預警系統鋪平道路,但研究人員需要進一步評估其他地震,以更充分地瞭解這些模式。

2、科學家揭示1.35億年前植物與螞蟻夥伴關係的起源

一項新的研究發現,大約在1.35億年前,蕨類植物和開花植物一樣,進化出了蜜腺來吸引螞蟻作爲保鏢。這種進化適應發生在蕨類植物從森林地面向樹冠移動的過程中,表明了與開花植物平行的進化路徑。

物種之間的合作可以推動意想不到的、互利互惠的進化發展。這種關係在開花植物中得到了充分的證明,但在非開花的蕨類植物中也存在這種現象。此前人們一直認爲蕨類植物缺乏如此複雜的生物相互作用的汁液。美國田納西大學和康奈爾大學的研究人員合作研究了這種現象的進化時間表和潛在因素,並在《自然通訊》(Nature Communications)上發表了他們的研究成果。

研究人員發現,在蕨類植物和開花植物中,蜜腺——一種產生含糖花蜜以吸引螞蟻保鏢的結構——幾乎同時進化。這發生在大約1.35億年前,與白堊紀植物羣落的興起相吻合。

此外,蕨類植物最初是生長在森林地面上的陸生植物,但在大約6000萬年前的新生代,它們發生了重大轉變,成爲附生植物或樹棲植物。研究人員發現,當蕨類植物離開森林地面進入樹冠時,無論是作爲附生植物、攀緣植物還是樹蕨,它們都利用了現有的與開花植物的相互作用,進化出了蜜腺。

這一發現揭示了蕨類植物和開花植物在4億多年前從一個共同祖先分化後,雖然分道揚鑣,但在蜜腺的進化和互利共生關係中仍有相似的動態。研究人員表示,這表明可能有一些“生命法則”支配着非花植物蜜腺和共生關係的進化。這項研究爲未來的生態、發育或基因組分析提供了進化框架和背景。(劉春)