9月24日外媒科學網站摘要:科學家在實驗室成功模擬核彈炸小行星

9月24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)

科學家在實驗室模擬中成功“核爆行星”

根據一項實驗結果,核爆炸產生的X射線爆發可能足以拯救地球,免於一顆來襲的小行星的撞擊。這是首次進行此類實驗,該研究成果已發表在《自然物理學》(Nature Physics)雜誌上。

美國桑迪亞國家實驗室的研究團隊設計了這一實驗,旨在模擬核彈在小行星附近引爆時可能發生的情景。此前,科學家主要研究了炸彈衝擊波的動量——由氣體膨脹產生的力——對小行星的推動作用。而這次實驗表明,爆炸產生的大量X射線對改變小行星軌道的效果可能更爲顯著。

研究團隊使用桑迪亞實驗室的巨型Z型機器,通過磁場產生高溫和強大的X射線,向兩顆咖啡豆大小的模擬小行星發射X射線。大約80萬億瓦的電流在十億分之一秒內通過這臺機器,極強的電涌將氬氣壓縮成溫度高達數百萬度的高溫等離子體,並釋放出X射線氣泡。

這兩顆模擬小行星直徑約12毫米,由石英和二氧化硅製成,代表太陽系中不同類型的小行星成分。每顆小行星都被懸掛在真空中。當X射線氣泡撞擊金屬箔時,箔片像剪刀一樣被切斷,小行星隨之自由下落,從而模擬了太空中的真空環境,觀察X射線的實際影響。

實驗持續了僅2000萬分之一秒,結果顯示,這兩顆模擬小行星在蒸發前分別加速到每秒69.5米和70.3米。這一加速是由於X射線使小行星表面蒸發,氣體從表面膨脹時產生了推力。

研究人員表示,實驗結果表明,這項技術有望應用於直徑約4公里的更大小行星,幫助改變它們的軌道,避免與地球相撞。

《科學通訊》網站(www.sciencenews.org)

猴痘病毒或在非洲最大城市之一引發大規模疫情

猴痘病毒(Mpox)可能首次在剛果民主共和國首都金沙薩引發嚴重疫情。金沙薩擁有1700萬人口,是非洲最大城市之一,而剛果是猴痘疫情最嚴重的國家。長期以來,這種病毒主要侷限於剛果偏遠的農村,直到去年纔開始在城市中傳播。最近,金沙薩的疑似猴痘病例激增,其中一些病例源自通過性接觸傳播的病毒株,這可能預示着大規模疫情的爆發。

今年,剛果報告了超過2.5萬例疑似猴痘病例,佔非洲總病例數的近90%。感染者通常會出現疼痛的水皰和發熱症狀,一些免疫系統較弱的患者可能會因併發症死亡。非洲大陸目前正經歷前所未有的猴痘疫情,促使世界衛生組織(WHO)在上月宣佈其爲國際關注的突發公共衛生事件(PHEIC)。

猴痘病毒於1970年首次在剛果被發現,幾十年來在剛果的傳播範圍超過其他國家。長期以來,兒童受到的影響最大,但最近,成年人也變得更加脆弱,部分原因是自40多年前天花被根除後,天花疫苗不再普遍接種,而該疫苗對預防猴痘有一定作用。另一個原因是猴痘病毒開始通過性接觸迅速在人羣中傳播。此前,大多數病例被認爲是人與齧齒動物(猴痘病毒的主要宿主)接觸引起的,隨後通過共用牀上用品和其他物品在家庭中傳播。

人們還擔心,如果猴痘病毒在金沙薩廣泛傳播,可能會傳播至當地的齧齒動物中,並在人羣中長期紮根,這將使控制此次疫情及未來的傳播變得更加困難。

《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)

1、頂尖科學家重新定義“可持續漁業”概念,以拯救海洋和變暖的地球

多位頂尖海洋專家聯合發表了一份報告,重新定義了“可持續漁業”這一概念,並提出了11條“黃金法則”,從根本上挑戰當前漁業管理中存在的有缺陷方法。

這些規則旨在終止捕魚對海洋的持續破壞,確保魚類種羣的恢復,以支持後代的生存。

這些規則基於兩項指導原則,將徹底改變我們對海洋資源開發的管理方式:首先,捕魚必須儘量減少對海洋物種和棲息地的影響,適應氣候變化,並使枯竭的海洋生物和棲息地得以恢復;其次,漁業必須支持和促進人民和社區的健康、福祉與復原力,特別是我們中最脆弱的羣體,而不是僅僅讓利潤流向企業所有者和股東,而讓其他人承擔代價。

這項研究題爲“在地球快速變化中重新思考海洋漁業的可持續性”,發表在《自然》(Nature)旗下期刊《海洋可持續發展》(NPJ Ocean Sustainability)上。

這項科學努力的目標,是爲徹底改革目前對地球上最大的公共資源管理不善的狀況奠定基礎。

科學家們呼籲政策制定者、零售商、漁民和行業領導者接受這一新願景,並承諾付諸實施。

2、研究發現大多數隱性發育障礙與已知基因相關

科學家們進行了一項迄今爲止規模最大、種類最豐富的研究,探討隱性基因變異如何導致發育障礙。他們發現,大多數未確診的隱性發育障礙病例與已知基因有關,並建議調整研究重點以提高診斷率。

英國威康桑格研究所(Wellcome Sanger Institute)的研究人員分析了近3萬個受發育障礙影響家庭的基因數據,這些家庭的祖先背景多樣性相比之前的研究增加了六倍。

儘管研究中發現了一些此前未與這些疾病相關聯的新基因,但研究人員指出,已知基因可以解釋80%以上因隱性遺傳變異導致的病例。這一數字顯著高於先前的估計。研究還揭示,不同種族羣體中隱性遺傳變異對發育障礙的影響差異顯著。

這項研究發表在最新一期《自然遺傳學》(Nature Genetics)雜誌上,揭示了發育障礙的遺傳基礎,並強調在診斷和研究中考慮個體遺傳背景的重要性。

研究小組認爲,過去幾年中,發現與這些疾病相關的隱性基因的努力已卓有成效,現在的挑戰更多在於解釋已知隱性基因的遺傳變異。相比專注於發現剩餘未確診的基因,這種方法有潛力幫助診斷兩倍多的患者。

《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)

1、一萬年前的DNA揭示人類進化的秘密

來自南非開普敦大學和德國萊比錫馬克斯普朗克進化人類學研究所的一個研究小組,分析了非洲南部奧克赫斯特岩石避難所發現的人類遺骸。他們成功重建了13個人的基因組,這些遺骸的年代從1300年前到約1萬年前不等,其中包括迄今已知最古老的南非人類基因組。

研究的共同資深作者表示,成功測序這些古老且保存不良的DNA非常困難,研究團隊多次使用不同技術和實驗室方法進行嘗試,最終得以提取和處理DNA。

這些古代基因組代表了從1萬年前到1300年前的時間序列,爲研究人類遷徙以及與現代當地羣體的關係提供了獨特的視角。

一個關鍵發現是,奧克赫斯特岩石避難所的最古老基因組與今天該地區的San和Khoekhoe羣體在基因上高度相似。此前,歐洲的類似研究揭示了1萬年中人類活動帶來的大規模基因變化,而非洲南部的結果則展示了相對遺傳穩定性。這種情況在大約1200年前發生了變化,當時新移民帶來了畜牧業、農業和新語言,與當地狩獵採集者互動。

作爲文化、語言和基因最豐富的地區之一,這項研究顯示南非的豐富考古遺產正爲考古遺傳學研究提供新見解,進一步揭示人類歷史和過去的人口變化。

2、科學家提出探測單個引力子的突破性方法

美國斯蒂文斯理工學院的研究團隊最近提出了一種探測單個引力子的方法。引力子被認爲是引力的量子單位。隨着量子技術的發展,研究人員認爲這個實驗可能很快得以實現。

該研究發表在《自然通訊》(Nature Communications)上。

物理學家將這種難以捕捉的粒子命名爲引力子,設想它們是引力的基本組成部分,類似於原子是物質的基本單位。理論上,像黑洞碰撞這樣的大型宇宙事件會產生引力波,這些波是由大量引力子組成的。目前,激光干涉引力波天文臺(LIGO)可以探測引力波,但引力子尚未被探測到,甚至長期以來被認爲無法探測。

然而,斯蒂文斯理工學院的研究團隊提出了一種新的解決方案。他們將現有的物理探測技術——例如聲學諧振器——與改進的量子傳感技術相結合,可能在不久的將來實現單個引力子的探測。

研究人員解釋,這類似於愛因斯坦通過光電效應提出光量子理論,只不過這次是引力波代替電磁波。物質和引力波之間的能量交換是以離散的步驟進行的——單個引力子被吸收或發射。

(劉春)