通用流感疫苗。通用流感疫苗这一特性使其不仅能抵御不断变化的季节性流感病毒,也能抵御将来可能出现的大流行性流感病毒。而以色列BiondVax公司研制的另一种通用流感疫苗目前正进行临床三期试验,结果如显示有效,意味着这种疫苗可抵抗所有流感病毒。1978年,维尔切克首次提出轴子理论。维尔切克说:“发现轴子将是基础物理学领域的一项伟大成就。目前,全球各地有不少实验在‘抓捕’轴子,在未来五到十年内,我们很可能发现轴子。
未来10年科学突破:能源转型、万能流感疫苗、轴子,哪个能成真?粒子物理学:寻找轴子。诺贝尔物理学家弗兰克·威尔泽克(Frank Wilczek)说:“找到轴子在基础物理学中是一个非常伟大的成就,特别是获取观察“暗物质”的宇宙轴子背景。”随着轴子暗物质实验(Axion Dark Matter Experiment,ADMX)和欧洲轴子研究中心太阳望远镜等这些雄心勃勃的实验计划在世界范围内蓬勃发展,很有可能在未来5到10年内实现这一目标。
1985年,英国苏塞克斯大学的卡洛斯?弗伦克(Carlos Frenk)团队提出,暗物质对于宇宙中恒星和星系等小结构的产生起到了重要的作用:首先,由于偶然性,有些地方的暗物质会聚集得多一些,所以引力更强,暗物质就更易积聚,密度渐渐变大;现在我们来总结一下,看看要成为暗物质,都需要满足哪些条件:不发出任何光 几乎不与任何物质发生碰撞 在宇宙早期时速度几乎是零 宇宙中存在的量大约是可见物质的5倍。
科学家是怎样探索暗物质暗能量的?20世纪80年代,加州大学伯克利分校的几位物理学家和研究生组成“超新星自动搜索”小组,他们想用超新星作为标准烛光,探测宇宙膨胀速度是否减慢(当时大部分科学家认为,膨胀着的宇宙充满物质,物质通过引力互相吸引会使宇宙的膨胀减速)。“宇宙将永远膨胀”结论告诉科学家,即便是为了存在,宇宙也不会仅仅由物质组成的,不论是暗物质与否,宇宙需要其它的东西才能成为现在的宇宙。
天文宇宙知识奇观1天文宇宙知识奇观1.他说:“围绕这些恒星运行的行星可以在1000万年内形成,因此当这些行星形成之际,位于近旁的恒星仍然处于极度高温阶段。这对于宜居带而言并非好消息,因为这些行星的表面也会被加热到很高的温度,甚至超过1000摄氏度。当这种情况发生时,这些年轻行星表面初生的原始海洋将完全沸腾蒸发殆尽,大气也将完全消散。”科学家首次证实新生行星通过桥状结构连接恒星灰尘盘吸食气体,维持行星生长。
精彩宇宙图片欣赏3(组图)精彩宇宙图片欣赏3(组图)范德比尔特大学的天文学家基凡·斯坦桑和威斯康星大学麦迪逊分校的天文学家罗伯特·马蒂厄在一项新研究发现:一对处于婴儿期的巨型恒星被认为是全等双子星;详见博文《类日恒星周围的三个“超级地球”》。他们得出的结论是:起码这颗恒星好象跟较小的恒星遵循着相同的形成机制。详见博文《恒星形成的主要机制》。详见博文《开普勒太空望远镜观察扫了恒星的搏动》。
虽然科学家在很早之前就认为太阳系之外还存在大量行星,但是直到上个世纪九十年代,宇宙中的第一颗系外行星才被正式确认。在人类搜寻系外行星的事业中,开普勒太空望远镜无疑发挥了中流砥柱的作用。迄今为止确认的所有系外行星中,超过60%都是开普勒太空望远镜的功劳。最近,一支国际天文学小组通过分析开普勒太空望远镜K2任务的观测数据又确认了95颗新的系外行星,这使得目前已确认的系外行星数超过3600颗。
南极天文学的“中国篇章”-->■ 位于南极点的南极望远镜-->AST3-1只是我国南极巡天望远镜的“第一镜”,第二台和第三台将在未来5年内完成安装,届时,南极巡天望远镜会形成一个阵列,以便能更加有效地拍摄天空,寻找超新星、活动星系核、黑洞、伽玛射线暴等目标,同时也用于观测恒星和行星。在南极巡天望远镜之后,中国科学家还将安装两台更大的望远镜,这就是2.5米口径的南极暗宇宙巡天望远镜和5米口径太赫兹射电望远镜。
最大最灵敏的暗物质探测器,至今仍未发现暗物质的“蛛丝马迹”XENON1T暗物质探测器 图片来自网络。暗物质被认为组成了宇宙中大部分物质。科学家认为,WIMPs等暗物质粒子与氙原子核碰撞将会产生独特的能量信号,由此可以探测到暗物质的存在。尽管如此,正在与暗物质玩“躲猫猫”游戏的科学家并没有气馁,他们正准备创建更大、更灵敏的WIMPs探测器,并寻找其他可能的暗物质颗粒,比如更低调的轴子(axions)等。
然而,来自开普勒和其他科研设备的数据是庞大的,科研机构的人类大脑是不足以胜任的,也就是我们需要更多的民众参与!这样,民众科学家加入到了顶尖的科研工作,加速了科技的进步。互联网的普及以及像Zooniverse项目(www.zooniverse.org)这样能够为民众提供的可行工具,让民众科研成为了可能。那机器能够取代这些民众科学家吗?所以机器人不是取代民众科学家,而是进一步倍增民众科学家的能力。我看到民众科学家不断增多。
科学家发现一年仅四个小时的短周期行星。大质量气态行星通过恒星盘面时可对恒星构成影响,这一点科学家很早就察觉到了,开普勒望远镜针对此类公转周期非常短的系外行星进行了初步调查,科学家发现候选的行星中几乎一半的轨道周期都小于12个小时,对于那些质量只有地球数倍的系外行星,我们也可以通过一些地面观测站发现其踪影。
科学家发现新行星 类似地球刚诞生。据《图片报》7月20日报道,近日科学家发现了一个体积是地球2/3的新行星,它距离地球有33光年,是宇宙中距离地球较近的天体之一。科学家相信这颗系外行星的大小仅有地球的2/3,这将使它成为迄今发现距离地球最近的直径小于地球的系外行星。这一发现证明斯皮策太空望远镜具备开展搜寻直径小于地球的系外行星目标的潜力,这些行星可能拥有适合人类居住的环境。
自从该望远镜2009年发射升空以来,已经工作了四年多,首席科学家威廉·布鲁克认为开普勒望远镜计划是成功的,如果反作用轮故障最终无法修复,那么这台价值6亿美元的望远镜将失去最强大的功能,工程师和科学家们正在进行评估是否让这台望远镜投入其他的天文研究中,毕竟开普勒望远镜还携带着额外的燃料可以机动。与此同时,被喻为开普勒望远镜2.0版的太阳系外行星猎人探测器获得批准,将接替开普勒望远镜寻找系外行星的任务。
天体生物学是一个集成性非常高的学科,涉及到生命、物理以及化学等,科学家通过开普勒任务已经确定了大约3500颗系外行星世界,其中有10颗天体的大小接近地球,哈勃望远镜和斯皮策空间望远镜已经展开了直接观测法对系外行星进行成像,当然这是针对我们较近的天体系统。
四千光年外发现第一颗系外行星的月亮,哈勃望远镜已做好准备。宇宙空间的浩瀚,恒星和行星尺度上的巨大差异,自身发光和不发光,让我们发现一颗系外行星都非常困难,多数时候不得不通过凌星的方法,间接探知系外行星的存在,更不用说发现一颗系外行星的“月亮”了。科学家们创建了一个“搜索开普勒系外月亮”的项目,多年来一直依靠计算机的强大计算能力,分析开普勒望远镜巡天的凌星数据,试图找到系外行星的卫星。
据国外媒体报道,宇宙射线不断轰击地球,一项最新研究则认为这种看不见摸不着的高能粒子流可能在决定其它行星上是否存在生命方面起着关键性的作用。这种高能粒子流几乎以光速在宇宙空间中传播,其中一些粒子携带的能量比地球上最强大加速器达成的粒子能量还要高1亿倍。当宇宙射线轰击地球大气层,它们会产生一系列的次级粒子流,其中包括μ子,这是一种与电子相似但质量要大得多的亚原子粒子。
反物质与暗物质之迷。据天文学观测估计,宇宙的总质量中,重子物质约占2%,也就是说,宇宙中可观测到的各种星际物质、星体、恒星、星团、星云、类星体、星系等的总和只占宇宙总质量的2%,98%的物质还没有被直接观测到。在宇宙中非重子物质的暗物质当中,冷暗物质约占70%,热暗物质约占30%。这12种稳定粒子中,电子、正电子、质子、反质子是带电的,不能是暗物质粒子,光子和引力子的静止质量是零,也不能是暗物质粒子。
科学家已经将轴子排除在外!一种被叫做“轴子”(Axions)的疑似暗物质粒子,属于长期的候选之一。有理论称,轴子或许会与电、磁产生相互作用,所以研究人员决定通过专门设计的实验来检测。几年前,麻省理工学院的研究人员,提出了一个理论上可用于检测轴子的思想实验。借助放大B场环装置,研究团队将这项实验命名为‘宇宙轴子探测的一种宽频/共振方法’(简称ABRACADABRA)。
暗物质到底是什么?超级计算机首次做出预测。然而一台超级计算机也许知道,科学家们刚刚利用一台超级计算机描绘出了能够形成暗物质的粒子轮廓,第一次有超级计算机预测出轴子(假设存在的粒子,是宇宙中暗物质的最佳候选者)的重量。科学家们认为宇宙中未知的物质形式要么由非常重的粒子构成,要么由极其轻的粒子构成,轴子属于后者。感谢量子色动力学的扩展,轴子成为了暗物质的最佳候选者。
类轴子粒子在固态晶体中“被捕获”在室温下,(TaSe4)2I是一维晶体,其中的电流由外尔费米子传导。基于(TaSe4)2I的电荷密度波晶体拥有可以传导电流的轴子,当接触平行的电场和磁场时,这些轴子会增加晶体的磁电导率,这一点非常反常。冬天的雪花是晶体、烹饪时使用的味精和食盐是晶体、名贵的金刚石是晶体等。山东大学晶体材料国家重点实验室(下称山大晶体实验室)为我国最早建设的10个国家重点实验室之一,深耕晶体材料领域。
要开展这项研究就要先了解其中主要探索的轴子暗物质粒子,所谓的轴子其实是现在科学家所假设出来的一种基本粒子,这种基本粒子科学家认为会是宇宙中质量最小最轻的粒子,这些粒子我们人类是看不到它们的,而这种极轻的轴子粒子很有可能跟一些现在未知的粒子构成了宇宙中的暗物质,而所占宇宙的总物质比例还非常大,大约在百分之八十左右。
科学家猜测暗物质是用轴子做的!我们知道暗物质的总质量是普通物质的6倍,在宇宙能量密度中占了几乎25%,同时更重要的是,暗物质主导了宇宙结构的形成,但是暗物质的本质仍然还是个谜,于是就衍生出了一些假想的暗物质构成粒子,其中就包括轴子。星系越大,它能容纳的轴子暗物质就越多,星系中心的轴子核也就越大。这意味着我们可以利用中心暗天体(无论是黑洞还是轴子核)与星系本身之间的关系来约束轴子的性质。
一周国际要闻(1月27日—2月16日) 哈勃后继有“镜”核聚变反应产生的能量,大约是以前纪录的10倍。NIF释出能量超过燃料吸收能量。核聚变能源步入新时代的标志出现——美国国家点火装置(NIF)的科学家现已通过实验证明,惯性约束核聚变反应释出的能量比燃料(用于引发核聚变反应)吸收的能量多。本次观察到的“燃料增益”,是指核聚变能量高于燃料中能量,而不是用于压缩燃料芯块的总能量。
中微子天文学。只要中微子探测器在合适时间运转,它们就能预报超新星的爆发——不过中微子探测器因为不具备方向性而无法告诉光学天文学家应该把他们的望远镜指向何方。神冈中微子探测实验研究组在13秒钟内探查到一群共11次中微子事件(不过其中大多数出现在头一秒钟),俄亥俄州克利夫兰附近一具类似探测器(属于加利福尼亚-欧文大学和芝加哥大学)在6秒钟内探查到8次事件(别忘了戴维斯探测器的太阳中微子计数率是每两天一次)。
轴子宇宙:巨大无垠的“弦网络”可能铺满整个宇宙|宇宙。这个假想的“轴子宇宙”中充满了各式各样的轴子弦。我们该如何搜索这些轴子弦呢?相关模型预测,轴子弦的质量极轻,因此光线与轴子相撞后不会改变方向,轴子也有可能根本不会与其它粒子发生相互关系。这是因为宇宙微波背景光线(以及其余所有光线)均由电场波和磁场波构成,光线的偏振方向决定了电场的方向,而当宇宙微波背景光线与轴子相遇时,电场方向也会随之改变。
2020年理论物理所重要科研进展系列(四):利用视界望远镜的偏振观测探索轴子。如何寻找这些可能附着在黑洞周围的轴子?其振幅依赖于辐射发出点处的轴子密度,使得高速自转黑洞周围成了最理想的轴子探测目标。由于超辐射产生的玻色云携带和黑洞自转方向相同的角动量,其波函数在黑洞经度角方向上也会存在相位差(图二):不同位置处偏转角振荡的振幅还可以用来分析玻色云系统能量密度的分布。图三:视界望远镜偏振观测对轴子。
荷兰莱顿大学的理论物理学家扬.扎宁表示,实现物理学家的这个最大梦想,取决于AdS/CFT对偶在另一个方向可给我们传递些什么信息,所谓的另一个方向就是:量子物质实验能够让我们加深对重力的理解,甚至产生一个统一所有物理学的量子重力理论吗?对其他量子物理学家而言,环境只是滋扰因素,一个在隔绝环境中的量子物体所包含的量子信息能够永久存在,但是将之放入真实世界中,这些量子信息泄漏入环境中,从而摧毁了正在研究的系统。
智报:十年内医学界有望攻克五大疾病。这是因为流感病毒变异能力很高,制药厂需要为每一次流行的病毒研制新的疫苗。迄今所使用的流感治疗方法都是针对病毒外部的蛋白质发生作用,而牛津大学科学家研制的这种新疫苗与此不同,它旨在攻击病毒内部的蛋白质,这些蛋白质在大多数病毒中性质相似,而且变异的可能性较小。而这个疫苗将在尼古丁还停留在血液中时产生与尼古丁分子结合的抗体,形成无法通过血脑屏障的大结合物。
NASA发布视频,确认4000多颗系外行星。自90年代初发现第一颗太阳系以外的行星(也称系外行星)以来至今短短几十年,天文学家已发现了数千颗系外行星。美国宇航局(NASA)最近以短片的形式公布了至今发现的所有4000多颗系外行星。开普勒望远镜去年已正式停用,新一代望远镜接替了探索任务,如凌日行星勘测卫星(TESS),在启用的第一年找到了700多颗新系外行星。