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大脑疾病检测,海外动态打破认知

大脑疾病检测,海外动态打破认知(来源: 科技日报)这一成果克服了以往极端实验条件的难点,且这种简单明了的实验技术还可直接应用于超导体、磁体、铁电体和电荷密度波中的模式。研究人员称,RTe3具有模仿产生轴向希格斯模式的理论的特性。但一般来说,寻找希格斯粒子的核心挑战是它们与实验探针的弱耦合。同样,揭示粒子微妙的量子特性通常需要相当复杂的实验装置,包括巨大的磁体和高功率激光器,同时将样品冷却到极冷的温度。研究团队报告说,他们通过独特的散射和正确选择量子模拟器来克服这些挑战。具体来说,他们专注于一种长期以来已知具有“电荷密度波”的化合物。电荷密度波是指电子在空间中以周期性密度自组织的状态,其非常特殊,出现在远高于室温的地方,涉及电荷密度和原子轨道的调制。这允许与该电荷密度波相关的希格斯玻色子具有额外的分量,即它可能是轴向的,包含角动量。为了揭示这种模式的微妙性质,研究团队使用了光散射,其中激光照射在材料上,可改变颜色和偏振。

神秘的“轴向希格斯模式”新粒子发现,有助解释暗物质

美国波士顿学院物理学家领导的一个跨学科团队发现了被称为“轴向希格斯模式”的新粒子,这是一种以前无法检测到的量子激发,也是著名的希格斯玻色子的磁性相对粒子。该研究成果在线发表于最近的《自然》杂志。

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被称为“轴向希格斯模式”的新粒子是定义质量的希格斯玻色子粒子的磁性相对粒子。

十年前探测到的希格斯玻色子是理解物质质量的核心,而预测“轴向希格斯模式”存在的理论现被用来解释暗物质——一种几乎不可见但却是宇宙主要组成部分的物质。

当年希格斯玻色子是通过大型强子对撞机实验揭示的,此次研究团队则专注于稀土三碲化物(RTe3),这是一种经过充分研究的量子材料,可在室温下以“桌面”实验形式进行验证。

研究人员称,RTe3具有模仿产生轴向希格斯模式的理论的特性。但一般来说,寻找希格斯粒子的核心挑战是它们与实验探针的弱耦合。同样,揭示粒子微妙的量子特性通常需要相当复杂的实验装置,包括巨大的磁体和高功率激光器,同时将样品冷却到极冷的温度。

研究团队报告说,他们通过独特的散射和正确选择量子模拟器来克服这些挑战。具体来说,他们专注于一种长期以来已知具有“电荷密度波”的化合物。电荷密度波是指电子在空间中以周期性密度自组织的状态,其非常特殊,出现在远高于室温的地方,涉及电荷密度和原子轨道的调制。这允许与该电荷密度波相关的希格斯玻色子具有额外的分量,即它可能是轴向的,包含角动量。

为了揭示这种模式的微妙性质,研究团队使用了光散射,其中激光照射在材料上,可改变颜色和偏振。颜色的变化是由在材料中产生希格斯玻色子的光引起的,而偏振对粒子的对称分量很敏感。

这一成果克服了以往极端实验条件的难点,且这种简单明了的实验技术还可直接应用于超导体、磁体、铁电体和电荷密度波中的模式。

(来源: 科技日报)

欧航局发布最新银河系多维地图

欧航局新闻公报说,此次发布的数据涵盖了“盖亚”收集的约20亿颗恒星的最新数据,包括其化学成分、温度、颜色、质量、年龄,以及径向速度,即恒星接近或远离我们的速度。

此次公布的新数据还包括超过80万个银河系双星系统以及15.6万颗小行星等太阳系内天体的信息,此外还有银河系以外约290万个星系和190万颗类星体的信息。

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“盖亚”探测器还探测到了星震。此前它已经发现了导致恒星周期性膨胀和收缩的径向震动,而这次在成千上万颗恒星中还发现了强烈的非径向星震。比利时鲁汶大学教授康尼·阿尔茨说,星震能帮助人类进一步了解恒星,特别是其内部运转。“盖亚”为研究大质量恒星的“星震学”打开一座金矿。

欧航局说,新数据还显示,在我们所在的银河系中,一些恒星由原始物质构成,而像太阳这类恒星则富集了前几代恒星的物质;接近银河系中心和星盘平面的恒星与距离较远的恒星相比,金属含量更丰富。

“盖亚”探测器于2013年12月升空,次年7月正式投入科学观测。它将继续扫描天空,直到2025年燃料耗尽。

(来源:新华网)

量子计算机或能创造全新物质,有助揭示超导等物质特性

据英国《新科学家》杂志网站9日报道,英国科学家发表最新研究称,他们可以调整量子计算机内量子比特之间的相互作用,这意味着量子计算机可以创造出拥有新奇特性的物质新结构,揭示超导性等物质特性。

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研究人员表示,大多数固体材料由原子或分子组成的,这些原子或分子受到来自其“邻居”的力的影响,这一原理被称为局域性,冰或盐等化合物中常见的晶格结构由此产生。但量子计算机的工作不受这种限制,因此其或许能够操纵物质来对抗局域性。

为研究这种可能性,牛津大学的约瑟夫·廷德尔及其同事创建了一个可描述量子粒子系统的数学模型,模型中的粒子可与任意其他粒子发生相互作用,而不仅仅与其邻居相互作用。然后,该团队利用图论来确定这样一个系统是否真的会出现。

他们发现,这一过程揭示了一种不同寻常的几何结构,其中一些粒子与其他粒子相互作用,一些粒子被隔离。他们使用算法来计算这些粒子的某些特性,发现新结构能以不同于自然界中任何事物的方式改变自身磁性。

廷德尔表示,目前还没有到可以利用这些新发现创造物质的阶段,但这项研究迈出了第一步。他们下一步计划从静态计算转移到研究这些系统如何随时间演变。

(来源:科技日报)

打破认知!大脑温度与体温不同:健康人脑部深层温度超40℃

12日发表在《大脑》杂志上的新研究表明,正常人类大脑温度的变化比人们以前认为的要大得多。在口腔温度通常低于37℃的健康人中,平均大脑温度为38.5℃,而大脑深层区域经常超过40℃,特别是白天时女性的大脑。研究表明,脑部温度的日常循环与生存密切相关。这些发现可提高对脑损伤的认识、预后和治疗。

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使用磁共振波谱选择用于温度测量的大脑区域显示为在不同平面上的标准MRI大脑扫描上的叠加。在大脑中选择了 80 个区域(从上方显示,左上角,从侧面显示,右上角)并分组为4个同心层(左上角)。在下丘脑中选择了一个区域(Hypo;从顶部、侧面和前视图显示,从左下到中间),从丘脑中选择一个区域(Thal;从前视图显示,右下角)。下丘脑是调节许多事物的关键区域,包括温度、睡眠和生物钟。

这项新研究由英国剑桥医学研究理事会(MRC)分子生物学实验室的研究人员领导,他们制作出了第一张健康人类大脑温度的4D图。这张图推翻了之前的几个假设,显示了大脑温度随大脑区域、年龄、性别和一天中时间的变化而变化。重要的是,这些发现还挑战了一个普遍认同的观点:人类的大脑和体温是一样的。

为了研究健康的大脑,研究人员招募了40名年龄在20—40岁的志愿者,在一天的上午、下午和深夜对其进行大脑扫描。他们还为参与者提供了一个戴在手腕上的活动监测器,这样就可以考虑到每个人的生物钟和生活方式差异。无论是“夜猫子”还是“早起的百灵鸟”,只要知道每一次测量大脑温度的生物学时间,就可以在分析中考虑到每个志愿者的生物钟的差异。

在健康受试者中,大脑平均温度为38.5℃,比舌下测量的温度高出2℃多。研究还发现,大脑温度的变化取决于一天中的时间、大脑区域、性别和月经周期、年龄。

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与男性夜间最冷的温度相比,健康的人类大脑极端温度显示排卵后女性早晨的温度相对较高。较浅的黄色代表较高的温度。

虽然大脑表面通常较冷,但大脑深层结构的温度往往高于40℃;观察到的最高大脑温度为40.9℃。在所有个体中,大脑温度一致显示出,一天中随时间变化的幅度接近1℃,最高的大脑温度在下午,最低的在夜间。

平均而言,女性的大脑温度比男性高0.4℃左右。这种性别差异很可能是由月经周期造成的,因为大多数女性在其周期的排卵后阶段接受扫描,她们的大脑温度比排卵前阶段高约0.4℃。

结果还显示,在参与者的20岁差异范围内,大脑温度随着年龄的增长而上升,最明显的是大脑深层区域,平均上升0.6℃。研究人员提出,大脑的降温能力可能会随着年龄的增长而恶化,需要进一步研究这是否和与年龄相关的大脑疾病的发展有关。

(来源:科技日报)

首次直接地震学观测证明:地球内核旋转方向每六年变化一次

美国科学家在最新一期《科学进展》杂志上发布最新研究报告称,他们发现了地球内核振荡的证据,表明地球内核不仅旋转速度较快,而且每6年就会改变一次旋转方向。

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首次直接地震学观测证明地球内核旋转方向每六年变化一次。

长期以来,科学家们对地核的认识不断深入。18世纪末,科学家根据密度测量数值认为地球有一个金属核心。但1936年,丹麦地球物理学家英厄·莱曼证实地球实际上有一个液态外核和一个固态内核。20世纪90年代,科学家们提出,地球内核旋转的速度比地球其他部分更快——每年大约1度,这一观点如今已为人们普遍接受。

研究论文合著者、南加州大学地球科学系主任教授约翰·维代尔也支持这一观点,他在研究中更进一步宣称,地球内核的旋转速度会随着时间的变化而变化,而且,如同之前其他科学家所提出的,根据一个地球日时长和地球磁场强度的微小变化判断,内核旋转方向每6年变化一次。

维代尔及其同事对比了美国空军设在蒙大拿州的大孔径地震台阵1969—1974年间一系列试验后收集的数据。结果发现,地球内核的旋转速度比之前预测得要慢,大约每年0.1度。

这项最新研究标志着科学家们首次通过直接地震学观测,证明地核旋转方向每6年变化一次。维代尔说:“地核不是固定不动的,它在我们脚下移动,而且似乎每6年就来回移动几公里。未来,我们计划找到足够精确的观测结果与最新结果进行比较,以进一步了解地核如何形成,以及它如何随时间移动。”

(来源: 科技日报)

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