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編輯: 路逍遙 關鍵詞: 科學探索 來源: 逍遙右腦記憶

“好奇”號在火星成功著陸

美國東部時間2012年8月6日凌晨,遠征5.67億公里的美國“好奇”號火星車歷經8個月飛行,在位于火星蓋爾隕坑中心山脈的山腳下成功著陸,開始其探索火星生命痕跡的旅程。登陸火星數分鐘后,“好奇”號陸續向地球傳回火星圖像。

“好奇”號被譽為人類在其他星球登陸的最精密移動科學實驗室,是美國太空探索歷史上又一重要里程碑,是行星探索的巨大一步。

“好奇”號長約2.8米,重900多千克,長度是2004年在火星著陸的“勇氣”號和“機遇”號火星車的2倍,重量是它們的5倍多。它共有6個輪子,每個均擁有獨立的驅動馬達,兩個前輪和兩個后輪還配有獨立的轉向馬達。這一系統可以使“好奇”號在火星表面原地360度轉圈。

“好奇”號的動力由一臺多任務放射性同位素熱電發生器提供,其本質上是一塊核電池,使用壽命可長達14年。

加拿大科學家開發出人造大腦

加拿大一個科學家小組稱,他們已經開發出迄今為止最接近真實大腦的機能大腦模型。這個利用超級電腦運行的模擬大腦擁有的一個數碼眼睛,可以用來進行視覺輸入,它的機械臂能繪制出它對視覺輸入作出的反應。這個模擬大腦非常先進,甚至能通過IQ測試的基本測試。加拿大滑鐵盧大學的神經學家和軟件工程師表示,這是迄今為止世界上最復雜、最大規模的人類大腦模型模擬。

這個名叫Spaun的大腦由250萬個模擬神經元組成,它能執行8種不同類型的任務。這些任務的范圍從描摹到計算,再到問題回答和流體推理,可謂五花八門。測試期間,科學家亮出一系列數字和字母,讓Spaun記入儲存器,然后科學家亮出另一種字母或符號,作為指令,告訴Spaun借助它的記憶力做什么。隨后機械臂會描繪出任務輸出。該研究成果發表在《科學》雜志上。此前也有不少模擬大腦的項目,但僅模擬大腦的功能形式,而Spaun則能展示這些功能如何作用于各種行為。

科學家設計出世界上最細的納米導線

澳大利亞和美國科學家組成的研究團隊2012年1月6日在《科學》雜志上報告說,他們成功設計出迄今世界上最細的納米導線,厚度僅為人類頭發的萬分之一,但導電能力可與傳統銅導線相媲美。這項技術有望應用于量子計算機研制領域。

科學家利用精心設計的原子精度掃描隧道顯微鏡,在硅表面以1納米間隔安放1個磷原子的方式制備了納米導線,其寬度相當于4個硅原子,高度相當于1個硅原子。通過這種方式設計的納米導線可以使電子自由流動,有效解決了電阻問題。這一新技術表明,計算機元件可以降低到原子尺度,這是個巨大突破。

量子計算機與傳統計算機的一個主要區別是,傳統計算機只使用1和0兩種狀態來記錄數據和進行計算,而量子計算機可以同時使用多個不同的量子態,因此具有更大的信息存儲和處理能力,被認為是未來計算機發展的方向。

癌癥干細胞研究獲新證據

很多時候,那些似乎已經被治療消滅的癌癥又會卷土重來。一些科學家將此歸罪于所謂的癌癥干細胞,它們是癌細胞的一個子集,能夠保持休眠狀態,從而逃避化療或放療,并在幾個月或幾年后形成新的腫瘤。這種想法一直存在爭論,然而,2012年8月1日,《自然》、《科學》雜志網絡版發表的3篇論文提供了新的證據,表明在某些腦、皮膚和腸道腫瘤中,癌癥干細胞確實是腫瘤生長的源頭。

癌癥干細胞模式有別于認為腫瘤生長機會均等的傳統理論,后者相信,任何以及所有的癌性細胞都能夠分裂并導致腫瘤的生長及擴散。而癌癥干細胞模式則認為,腫瘤生長具有更多的層次,主要由一個能夠進行自我復制的細胞子集所驅動,進而生成腫瘤所包含的其他類型的細胞。

在這些新的研究中,3個獨立的研究團隊利用遺傳細胞標記技術追蹤了特定細胞在生長的腫瘤內部的增殖情況。這種細胞追蹤技術是檢驗癌癥干細胞模式的正確方法。

首個“超電子”電路問世

美國科學家們用光子取代電子,制造出首個由光子電路元件組成的“超電子”電路。相關研究發表在《自然—材料學》雜志上。

“超電子”中的“超”指的是超材料——嵌入材料中的納米圖案和結構,使其能采用以前無法做到的方法操控波。賓夕法尼亞大學電子和系統工程學院納德·恩西塔團隊在實驗中利用亞硝酸硅制造出梳狀的長方形納米棒陣列。這種新型納米棒的橫截面和其間的孔隙形成的圖案能復制電阻器、感應器和電容器這三個最基本電路元件的功能,只不過其操縱的是光波。在實驗中,他們用一個光子信號(其波長位于中紅外線范圍內)照射該納米棒,并在波通過時用光譜設備進行測量。他們使用不同寬度和高度組合的納米棒重復該實驗后證明,不同大小的光電阻器、感應器和電容器都可以改變光“電流”和光“電壓”。

恩西塔表示:“我們能通過安排不同的電路元件制造出無數個電路,因此,我們也希望設計出更復雜的光學元件,以獲得具有不同功能的光子電路。”

日本科學家首次用“人造”卵子產下小鼠

在利用源自干細胞的精子產下了正常幼鼠后,日本京都大學的一個研究小組又通過同樣的方式利用卵子完成了這一壯舉。這項研究最終有望為幫助那些不育夫婦懷孕帶來新的方法。

上述兩項研究所使用的干細胞都是胚胎干(ES)細胞和誘導多能干(IPS)細胞。研究人員從ES細胞和IPS細胞入手,并且在一種蛋白質的“雞尾酒”中對其進行培育,從而形成了與原生殖細胞類似的細胞。為了得到卵母細胞或前體卵細胞,研究人員隨后將這些原始細胞與小鼠胎兒的卵巢細胞相混合,從而形成了再造的卵巢,并最終將其移植到活體小鼠的正常卵巢中。4周零4天后,那些與原生殖細胞類似的細胞發育成為卵母細胞。研究小組去除掉卵巢,得到卵母細胞,并且對其進行體外授精,然后再將得到的胚胎移植進代孕母親體內。大約3周后,正常的小鼠崽誕生了。研究人員在2012年10月4日的美國《科學》雜志上報告了這一研究成果。

英國研究發現一種高速磁存儲原理

英國約克大學等機構的研究人員在《自然—通訊》雜志上報告說,他們發現一種可用于開發高速磁存儲設備的原理,由此帶來的存儲速度可高出現有硬盤數百倍。

據介紹,現在硬盤等存儲器多使用磁性物質,如果要記錄信息,就需要把磁性物質的磁極顛倒,這個過程中常用的方式是使用外加磁場。

研究人員發現,不使用外加磁場,單純使用熱量也能起到同樣的效果。其具體方式是向磁性物質發射含有熱量的激光脈沖,它在吸收熱量后磁極也會顛倒。

參與研究的托馬斯·奧斯特勒說,這是一項革命性的發現,可在此基礎上開發出存儲速度高出現有硬盤數百倍的存儲器,每秒鐘存儲的信息可以高達上萬億字節。由于不需要使用外加磁場,在此基礎上開發出的存儲器所消耗的能量也會更少。

天文學家發現質量是太陽170億倍的黑洞

霍比·埃伯利望遠鏡大質量星系調查項目的天文學家發現了可能是迄今質量最大的黑洞。這一罕見黑洞質量達170億個太陽,位于NGC 1277星系,其質量占了該星系質量的14%,而通常黑洞只占其所在星系的1%。這一發現可能改寫黑洞與星系的形成演化理論。相關論文發表在2012年11月29日的《自然》雜志上。

NGC 1277位于距地球2.5億光年之外的英仙座星團,大小只有銀河系的1/10。此前哈勃太空望遠鏡已經給NGC 1277拍過照。本次研究又結合了霍比·埃伯利望遠鏡數據,并在超級計算機上運行了多種模型計算,結果發現其中存在一個質量達太陽170億(誤差范圍30億)倍的黑洞。研究人員還發現,NGC 1277星系是一個較小的透鏡星系(在星系型態分類上是介于橢圓星系和螺旋星系之間的星系),內部均為古老恒星,其中最“年輕”的恒星壽命也有80億年。

德國首次從皮膚細胞中培養出成體干細胞

德國馬克斯·普朗克協會2012年3月22日宣布,該機構研究人員成功從已分化體細胞——皮膚細胞中培養出成體干細胞,為全球首創。

現階段,具有分化多種組織細胞潛能的誘導多功能干細胞(IPS細胞)成為不少干細胞專家的研究重點,人類已能從已分化的體細胞中培養出IPS細胞。不過,這種干細胞雖可分化成任意組織,但由于其分化能力過強,導致有時不但無法實現目標組織再生,反而分化出癌細胞,形成腫瘤。

而本次研究人員利用皮膚細胞培養成體干細胞的方法剛好可解決這一問題。成體干細胞是一種存在于已分化組織中的未分化細胞,可自我更新并形成特定組織。研究人員將實驗鼠皮膚細胞放在特定培養環境中,皮膚細胞在特殊生長因子的誘導下,成功“變身”成體神經干細胞。通過成體干細胞的培養可更有針對性、更安全地實現特定組織再生。這種方法具有巨大的醫學應用前景。

科學家發現“疑似”上帝粒子

歐洲核子研究中心2012年7月4日宣布,該中心的兩個強子對撞實驗項目——Atlas和CMS均發現一種新的粒子,具有和科學家們多年以來一直尋找的希格斯玻色子相一致的特性。

Atlas和CMS研究小組在2012年7月4日上午的學術研討會上介紹各自研究成果,分別確認目前通過大型強子對撞機取得的數據發現了在125-126吉電子伏特質量區間存在一種新的粒子,數據的確定性為5西格瑪,即理論物理界可以確認“發現”的水平。

希格斯玻色子是物理學基本粒子“標準模型”預言的一種自旋為零的玻色子,也被稱為“上帝粒子”。

盡管相關負責人表示,這僅是初步結果,還需進一步驗證,但其足以引起全球科學界的關注?茖W家認為,這是一項無與倫比的成就。這是粒子物理學和科學探索史上的重大時刻,意義深遠。這一新發現將開拓實驗和理論物理的新領域。


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