今日科技話題:「海龍Ⅲ」試驗性應用完成4200米深潛、新型腦細胞或爲人類特有、國產雷射電視取得階段性進展、多功能固態量子存儲器

今日科技话题:“海龙Ⅲ”试验性应用完成4200米深潜、新型脑细胞或为人类特有、国产激光电视取得阶段性进展、多功能固态量子存储器

1“海龍Ⅲ”試驗性應用完成4200米深潛

今日科技话题:“海龙Ⅲ”试验性应用完成4200米深潜、新型脑细胞或为人类特有、国产激光电视取得阶段性进展、多功能固态量子存储器

“海龍Ⅲ”作業現場(寧晶 攝)

9月3日從自然資源部獲悉,由我國自主研發的“海龍Ⅲ”無人纜控潛水器(ROV)近日在西北太平洋海山區成功實施5次深海下潛,完成了典型海山的環境調查任務,最大潛深4200米,併成功採集到結殼和結核樣品,以及海綿、海百合、紅珊瑚等6類生物樣品。中國大洋48航次領隊孫利佳表示,“海龍Ⅲ”ROV系統的試驗性應用成功標誌著我國深海科學考察又添新利器。

“海龍Ⅲ”是國內首臺6000米級通用作業型ROV,今年4月完成海試驗收,進入試驗性應用階段。

“‘海龍Ⅲ’有兩大優勢:一是可以實現大跨度、長距離近底觀測取樣;二是具備定點、精細化作業能力。”設備主要負責人吳超介紹,在“大洋一號”母船的配合下,“海龍Ⅲ”在水下完成了海山區功能測試、定點取樣、標識物投放、母船與ROV聯動配合、近底長距離觀測、拍照攝像等功能目標任務。“其中一個潛次長時間近底作業達6個小時,挑戰海底多變地形,並與母船進行了很好的聯動配合。”

中國大洋48航次首席科學家李懷明表示,此次“海龍Ⅲ”ROV系統的試驗性應用任務是根據“蛟龍探海”工程總體方案規劃開展的,是“蛟龍探海”工程中“深海技術裝備發展計劃”的一項重要內容。應用結果表明,“海龍Ⅲ”ROV性能狀態穩定、作業模式成熟、取樣手段豐富、本體操控嫻熟,能夠適應多種水深和地形環境,具備了在全球60%海域開展科學考察活動的能力。

——《科技日報》

2新研究:新型腦細胞或為人類特有

今日科技话题:“海龙Ⅲ”试验性应用完成4200米深潜、新型脑细胞或为人类特有、国产激光电视取得阶段性进展、多功能固态量子存储器

圖表:新研究:新型腦細胞或為人類特有

新華社發 朱禹 製圖

一個國際科研團隊日前在人類大腦中發現了一種新型腦細胞。這種細胞在小鼠等齧齒類動物大腦中並不存在,有助於進一步揭示人腦獨特性以及為研究腦部疾病提供新線索。

由美國艾倫腦科學研究所與匈牙利塞格德大學共同組成的科研團隊利用單細胞基因測序技術,對兩名已故中年男性捐獻的腦組織進行了研究,最終在大腦新皮層中發現了這種腦細胞,並根據其形狀命名為“玫瑰果神經元”。

大腦新皮層是與視覺、聽覺等高級認知能力有關的重要區域。新發現的神經元約佔新皮層頂層的10%,樹突非常緊密且分支眾多,軸突末端呈紡錘形,狀似玫瑰果。研究人員認為,新型腦細胞是一種抑制性神經元,可以抑制大腦中其他神經元的活動。

由於常在神經科學研究中被用作模型的齧齒類動物並不具備這種腦細胞,研究人員認為,這可能就是導致一些治療大腦功能紊亂的方法在小鼠實驗中有效,卻無法成功應用於人體的原因。至於猩猩、猴子等靈長類動物是否擁有相同神經元尚待確認。

美國國家精神衛生研究所主任約書亞·戈登指出,瞭解這些人類特有的神經元,可能是全面瞭解精神疾病的關鍵。研究人員將繼續在大腦其他部位尋找類似細胞。相關論文發表於新一期英國《自然·神經學》雜誌上。

——新華社

3燈臺樹不同部位生物鹼具有多重藥用活性

燈臺樹是我國雲南傣族著名藥用植物資源,也在東南亞國家廣泛使用。經過中國科學院昆明植物研究所團隊的長期研究,揭示了燈臺葉鹼是治療呼吸道疾病的藥效成分。最近,他們在燈臺樹資源植物化學系列研究中又取得了系列進展。

該所云南特色植物資源的利用與開發團隊羅曉東研究員介紹,針對不同植物部位,各國家傳統藥用有所差異,這提示不同地區、不同植物部位的藥用物質基礎可能存在差異。研究團隊在此前詮釋燈臺葉鹼是治療呼吸道疾病的藥效成分的基礎上,通過多個產地與居群的燈臺樹遺傳與燈臺葉生物鹼多態性對照研究,揭示了居群內、居群間的遺傳多態與穩定性,同時顯示各樣品均具有一些共同的吲哚生物鹼,但也在種類和含量上存在差異。

從燈臺葉鹼藥理、藥代研究顯示,燈臺葉鹼是治療呼吸道疾病的藥效成分群。燈臺樹植物葉片以外的其他部位,傳統上很少用於呼吸道疾病治療。除資源量與可持續利用的原因外,研究組研究揭示植物各部位物質基礎的差異,決定了其藥理活性的不同。馮濤博士等發現燈臺樹皮中的吲哚生物鹼與樹葉中存在較大的差異,這也導致燈臺樹皮並沒有明顯的止咳平喘活性,而且即使非生物鹼類成分也存在顯著差別;杜國順等發現燈臺樹根中的主要生物鹼,卻不在燈臺樹葉中。此外,根中含有燈臺樹次鹼等少量藥效物質,也具有一定的止咳及抗炎活性。

與此同時,王蓓博士等人近期從燈臺樹果實中發現兩個新穎吲哚生物鹼,對於多株腦膠質瘤幹細胞具有很好的抑制活性,且對人體正常細胞沒有毒性;這些化合物能夠抑制腦膠質瘤幹細胞增殖,通過增加腫瘤壞死因子的表達和裂解,誘導腦膠質瘤幹細胞凋亡,並顯著損傷腫瘤幹細胞克隆形成能力。

上述研究成果已發表在國際權威期刊《植物醫學》上。

——《科技日報》

4我國科學家攻關國產激光電視取得階段性進展

激光電視作為新型高科技產品,越發受到普通消費者關注。記者從中國科學院長春光學精密機械與物理研究所瞭解到,發光室研究員寧永強團隊經自主研發,攻克了激光電視部分核心技術,“中國製造”激光電視離千家萬戶越來越近。

作為繼黑白顯示、彩色顯示、數字顯示之後的第四代顯示技術,激光電視正逐漸走進普通消費者家庭。相比於傳統液晶電視,激光電視色彩更鮮明,使用壽命更長。

激光電視的核心關鍵技術是紅綠藍三色激光器,由於激光器結構複雜,對材料質量、應力控制度、激光器封裝等技術都有極高的要求,長期以來,激光器的研發和製造技術被日本、德國等國家壟斷,激光電視的價格始終居高不下,做國產激光電視成為相關領域科研人員的目標。

兩年時間裡,寧永強團隊聯合深圳瑞波光電、山東華光等單位組成聯合課題組,攻克了高效熱管理技術、激光光束整形技術、大功率紅光芯片等多項關鍵技術,已成功研發出國內首個基於自主638納米紅光LD芯片的8瓦光纖耦合模塊。團隊成員彭航宇說,這意味著我國科研人員已經部分突破了激光電視最核心技術。

——新華網

5中國科學技術大學實現多自由度複用的多功能固態量子存儲器

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多自由度複用量子存儲示意圖

中國科學院院士、中國科學技術大學教授郭光燦團隊在量子存儲領域取得新進展,該團隊李傳鋒、周宗權等人成功研製出多自由度並行複用的固態量子存儲器,在國際上首次實現跨越三個自由度的複用量子存儲,並展示了時間和頻率自由度的任意光子脈衝操作功能。該成果於8月24日發表在國際期刊《自然-通訊》上。

近年來,李傳鋒研究組一直致力於基於稀土摻雜晶體的複用量子存儲的實驗研究。2015年首次利用光子的空間自由度實現複用量子存儲,存儲維度數達到51維,至今保持固態量子存儲維度數最高水平[Physical Review Letters 115, 070502 (2015)],複用時,可以把每一維作為一個模式,那麼空間自由度就有51個模式。同年,利用光子的時間自由度,實現了100個模式的確定性單光子量子存儲,至今保持複用固態量子存儲的模式數最高水平[Nature Communications 6, 8652 (2015)]。

為了進一步提升量子存儲器的複用能力,研究組創新性地採用多自由度並行複用的存儲方案。比如在第一個自由度有M個存儲模式,第二個自由度有N個模式,第三個自由度有P個模式,則量子存儲器的總複用模式數為各個自由度模式數的乘積,即M*N*P。研究組選擇光子的時間、空間和頻率自由度進行並行複用,在國際上率先實現了跨越這三個自由度的複用量子存儲。實驗中採用了2個時間模式、2個頻率模式、3個空間模式,總模式數達到2*2*3=12個,實驗結果展示了多自由度並行複用量子存儲的可行性。這種提升量子存儲模式數的新方法,將在量子網絡和量子優盤的研究中具有重要應用。

在多模式複用的長程量子通信中,兩個中繼節點的工作模式可能各不相同,為了能夠執行進一步的糾纏交換,不同的中繼節點必須把工作模式變換到同一模式,這就需要模式變換功能。研究組巧妙地設計存儲方案和存儲裝置,展現他們的多自由度複用量子存儲器在時間及頻率自由度具備任意模式變換功能。

研究組還進一步證明他們的存儲器可以在時間和頻率自由度實現任意脈衝操作,代表性的操作包括脈衝排序、分束、分頻、異頻光子合束和窄帶濾波等。實驗結果表明,在所有這些操作過程中,光子攜帶的三維空間量子態都保持了約89%的保真度。該存儲裝置可以實現Knill—Laflamme-Milburn型量子計算所需的所有操作,所以該成果還有望在線性光學量子計算等領域取得更多的應用。

——中國科學院網站

6意大利科學家將研究神秘暗力量 探索宇宙結構之謎

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資料圖:2018年3月1日消息,科學權威雜誌《自然》公佈了兩張渲染圖,顯示天文學家找到了大爆炸後第一顆恆星的形成證據,距離大爆炸僅僅1.8億年。同時,另一組科學家也發現,此時宇宙溫度比預期的還要寒冷2倍。研究人員表明,很可能就是暗物質相互作用下的結果。圖為藝術家繪製的宇宙首顆恆星的概念圖。

科學家一直相信宇宙可用肉眼觀測的物質只佔4%,其餘為神秘莫測的暗物質,還有令宇宙擴張的暗力量。意大利羅馬大學的科學家將進行實驗,希望確認暗力量的存在,從而探索一直隱藏的暗物質,揭開宇宙結構之謎。

羅馬大學研究員魯吉及其團隊成員,將在羅馬附近的國家核物理研究所,利用名為Padme的儀器進行測試,團隊會將一連串正電子,射向一片約1/10毫米厚的鑽石晶圓,正電子會立即與電子結合,並釋放能量。

正常情況下,能量會以兩粒光子的形式發放,但若暗力量存在,相撞後會釋放一粒光子及一粒“暗光子”,後者相當於暗物質的光粒子。實驗將進行至本年底。

魯吉表示,物理學家目前只知自然界4種基本力量,包括引力、電磁力、強核力、弱核力。如果成功發現暗力量這第5種力量,將完全改變現在對宇宙的認知,“引領我們進入新世界”。

——中國新聞網


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