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科学家首次同时捕捉到光线波粒两态

来源:    发布日期:2015-03-17 11:32:36   阅读量:0

科学家首次同时捕捉到光线波粒两态

“光线同时以波和粒子的形式存在”是现代科学界最令人难以捉摸的观点之一。1905年,爱因斯坦率先描述光线的这种双重状态,试图依此解释光线表现出的一些明显矛盾的行为。但一直以来,科学家从未观察到光线同时以这两种状态存在。现在,瑞士联邦理工学院的科学家首次拍摄到同时以波和粒子形式存在的光线照片,证明了爱因斯坦的理论,即光线这种电磁辐射同时表现出波和粒子的特性。

瑞士联邦理工学院的法布里泽·卡尔伯纳博士表示:“这项实验第一次证明我们能够直接对量子力学的怪异特征进行成像。能够成像以及在纳米尺度控制量子现象将开辟一条通往量子计算的新道路。

实验中,他们朝着悬挂在石墨烯上方的微型金属线发射激光脉冲。在激光的作用下,金属线发生振动。随后,光线从两个方向穿过金属线。当以相对的方向移动时,光线在会合时形成新的光线“驻波”。随后,他们向纳米金属线发射电子流,超快显微镜因电子流的加速或者放缓对光线进行成像。卡尔伯纳表示最后拍摄的照片证明光线不仅表现出波的特性,同时也表现出粒子的特性。——《自然通信》

□编译/杨孝文


世界上最完整的剑龙骨架 ,死时重1600公斤

1.5亿年前,它在美国怀俄明州一个古老的亚热带森林中缓慢游荡。伦敦自然历史博物馆科学家现在揭示了它死时的重量,剑龙“索菲”如今就陈列在这家著名的博物馆中。

专家估计,这只年轻的成年恐龙穿过林中灌木,用3527磅(约合1600公斤)的体重赶走捕食者。这就意味着世界最完整剑龙样本死时和一头小犀牛一样重。

索菲是近100年中伦敦自然历史博物馆展出的第一个完整恐龙样本。2003年,科学家在美国怀俄明州红峡谷牧场发现这些骨骼。伦敦自然历史博物馆科学家并不知道索菲性别,就以一位对冲基金经理的女儿命名。这位基金负责人捐助了大量资金,使科学家获得了索菲骨架。

索菲长18英尺(约合5.6米),高9.5英尺(约合2.9米),比最长29英尺(约合9米)的最大剑龙样本小很多。伦敦自然历史博物馆馆长迈克尔·迪克森爵士说:“我们希望这个惊奇样本会激发新一代年轻观众去更多地了解大自然以及人类在自然界的位置。”——《生物学快报》

□编译/杨孝文


大多数人更像父亲 表达更多父系遗传基因

在生命中的一个确定的点,很多女性都会产生这样一种担心——担心自己的外貌变得和她们的母亲一样。但根据科学家进行的一项新研究,在遗传方面,绝大多数人更像他们的父亲,而不是他们的母亲。研究发现虽然我们从父母那里继承的基因变异数量相同,但我们实际上表达更多来自父亲的DNA。

美国北卡罗莱纳大学医学院的费尔南多·帕尔多·曼纽尔·德维勒纳教授表示,此项研究首次证明哺乳动物在遗传方面更像它们的父亲,而不是它们的母亲。他说:“我们此前知道共有95种基因受这种亲源效应支配。它们被称之为‘印记基因’,在多种疾病的产生过程中扮演重要角色,具体取决于基因变异继承自父亲还是母亲。现在,我们发现了其他数千种基因也会产生一种新奇的亲源效应。”

我们继承的基因变异决定“我们是谁”,我们从父亲或者母亲身上继承的基因变异对我们患确定疾病的几率和治疗产生至关重要的影响,例如癌症、心脏病和糖尿病。根据这项新研究,这种基因从父亲那里继承的相同基因一样被强烈表达。——《自然-遗传学》

□编译/杨孝文


O型血为何能抵御疟疾?

众所周知,O型血的人能抵御严重的疟疾,而其他血型,如A型血的人,在感染疟疾后往往会陷入昏迷和死亡。解开这背后的机制,一直是疟疾研究的主要目标。

由瑞典卡罗林斯卡学院科学家带领的一个研究小组,通过描述RIFIN蛋白所起的关键作用,发现了这一谜题的一块新的、重要的拼图。他们使用不同的细胞培养和动物实验数据,展示了恶性疟原虫如何分泌RIFIN,以及这种蛋白如何到达血细胞表面,在那里它的行为就像胶水一样。该研究小组还演示了它如何与A型血细胞表面紧密结合,但却只跟O型血细胞表面微弱结合。

本研究主研究员、卡罗林斯卡学院微生物学、肿瘤和细胞生物学系教授Mats Wahlgren,将这些研究结果描述为“从概念上讲很简单”。然而,由于RIFIN存在于许多不同的变体中,研究小组花费了大量的时间,才精确地分离出负责这一机制的变体。

Wahlgren教授表示:“我们可以解释O型血提供严重疟疾保护背后的机制,反过来,这又可以解释为什么该血型在疟疾常见地区是很常见的。例如,在尼日利亚,有超过一半的人口属于O型血,以防止疟疾。”——《自然-医学》

□编译/冷泉港实验室


直击衰老细胞要害的长寿药

最近,来自美国斯克里普斯研究所(TSRI)、梅奥诊所和其他机构的一个研究小组,确定了一类新的药物,可在动物模型中显著减缓老化过程——缓解虚弱症状,改善心脏功能,延长健康寿命。科学家将这种新的药物称为“senolytics”。

TSRI教授Paul Robbins指出:“我们认为,这项研究是开发延长健康寿命或与年龄有关疾病和障碍的治疗方法(可安全地给予患者)的第一步。当我们所发现的senolytic进入临床使用时,结果可能是变革性的。”

这项新研究的资深作者、梅奥诊所的James Kirkland博士说:“研究证明,这些senolytic药物的原型,不仅仅只是减轻衰老相关的多个特征。它最终能够可行地延迟、防止、减轻或逆转多种慢性疾病和残疾,而不是一次只针对一种情况。”

研究者警告说,在人类使用前,还需要更多的测试。他们也指出,该研究中的两种药物可能有副作用,至少在长期治疗时。

然而,研究人员仍然对他们这一研究结果的潜力持乐观态度。Robbins说:“衰老与许多疾病和病症有关,所以这些化合物以及类似的化合物,可能有很多的应用价值。同时,我们希望用senolytic药物来清除受损细胞,这将是罕见的,能够减少副作用的机会。”——《衰老细胞》

□编译/冷泉港实验室


突破性光疗法直击“深处”肿瘤

一直以来,光疗法都被用于治疗癌症,但是该疗法有一个缺陷,它只对那些光容易到达的组织起作用,比如皮肤等。

来自华盛顿大学医学院的研究人员运用小鼠癌症模型设计出一种新型光疗法可以直击身体“深处”的肿瘤。

在这项研究中,科学家们可将光直接投递到肿瘤细胞上,协同自由基光敏材料(可以被光激活)摧毁癌细胞。

华盛顿大学的生物医学工程教授Samuel Achilefu说:“光疗法疗效很好,几乎没有副作用。但是一直不能用于深处的肿瘤或转移性的肿瘤。简单来说,光疗法是通过光刺激感光材料,产生可以诱导细胞死亡的自由基。但是该疗法只有在光和氧气存在的情况下才能发挥很好的作用,这也是限制光疗法发展的最大阻碍。”

目前,该研究小组正在计划一个小型的临床试验对该组合疗法的效果进行进一步的验证。——《自然-纳米技术》

□编译/生物探索