“砷中細菌”虛有其名?
美國航天局(NASA)一名科學家曾在2010年宣稱發(fā)現(xiàn)一種可利用砷來存活的獨特細菌,轟動一時。因為現(xiàn)有的學說認為,碳、氫、氧、氮、磷、硫才是組成地球生命的6大基本元素,而說起砷元素,大多數(shù)人首先想到的可能是它的劇毒化合物——砒霜,它真的可以構筑生命分子嗎?
如今美國最新一期《科學》雜志發(fā)表的兩篇相關論文都對這一“新生命形態(tài)”說提出質(zhì)疑,并指出,這種細菌的生長仍離不開最基本的磷元素,因此不存在砷完全取代磷成為生命構成元素這種說法。對此,NASA科學家9日發(fā)表聲明表示,相關研究尚未結(jié)束,NASA支持就這一問題進行開放的對話。而如果證實構成生命的基本元素可以由其他元素取代,那人類對生命的認識將發(fā)生重大改變;反之,落在公眾眼里,可能又是一場嘩眾取寵的科學鬧劇。
本周爭鳴
挑戰(zhàn)太陽黑子及磁場產(chǎn)生的現(xiàn)存理論
一個聯(lián)合科研團隊創(chuàng)建了有關太陽內(nèi)部等離子體運動的核磁共振成像(MRI),清晰地顯示了太陽如何將內(nèi)部深處的熱量傳輸至表面。但其卻與現(xiàn)存理論相差甚遠——太陽的等離子體運動速度約比之前預計的要慢100倍,如果對流運動的速度確實如此之慢,或使得目前廣為接受的太陽磁場產(chǎn)生理論被打破,不再有強有力的理論能夠解釋這種磁場為何產(chǎn)生,而我們對于太陽內(nèi)部物理現(xiàn)象的理解也需得到徹底修正。
一周之“首”
首次觀測到宇宙“鬼城”
理論認為恒星才是星系中的“主角”,但宇宙中有的星系卻由于沒有恒星而不發(fā)光,亦很難被觀測到。日前歐洲南方天文臺利用位于智利的甚大望遠鏡,首次直接觀測到了有宇宙“鬼城”之稱的黑暗星系,并發(fā)現(xiàn)黑暗星系內(nèi)的氣體可成為許多擁有恒星的明亮星系形成的原材料。該新研究有助于揭示、了解星系形成混沌初期的狀況以及星系如何產(chǎn)生氣體等。
首次用光改變?nèi)嗽斐肿邮中?/strong>
手性分子是化學中結(jié)構上鏡像對稱而又不能完全重合的分子。近期美國科學家利用納米大小的金條加工制成太赫茲“超材料”,首次研制出一種人造分子,可用一束光改變其手性,而在此之前使用光電刺激只能打開或關閉“超材料”的手性,而不能改變。如今這種分子可應用于包括生物醫(yī)學研究、國土安全和超高速通訊在內(nèi)的太赫茲技術領域。
一周技術刷新
有望突破摩爾定律的“潛力股”
晶體管的尺寸限制讓科學家們很難研制出性能更好的電子設備,現(xiàn)在他們希望通過研究晶體管和其先輩——真空管來改變這一狀況。美國科學家們決定用真空替代硅電子設備作為電子傳輸媒介,在對真空電子設備的結(jié)構進行重新設計后,可以避免在半導體設備內(nèi)行進的電子通常會遇到的障礙以及在固體媒介中的散射。這不但有望讓真空晶體管“王者歸來”,且新式真空管有望突破摩爾定律的藩籬,徹底改變電子學的面貌。
能同時利用多種環(huán)境能源的芯片
美國麻省理工學院科學家研制出一款能同時利用自然光、熱和環(huán)境中的波動等能源的新式芯片。其能在一個特定時刻,讓芯片從一處能源那兒獲取能量,而將從其他能源獲取的能量存儲在電容器內(nèi),以后再將其提取出來使用,這就使得所有能源提供的能量都能被有效利用。該新式系統(tǒng)有望最終用在生物醫(yī)學設備、遠程環(huán)境傳感器、儀表等設備上,從而提高這些設備的性能。
透明的柔性摩擦電發(fā)電機
摩擦生電的現(xiàn)象如此常見,但卻很難被收集和利用,而今美國佐治亞理工學院領導的一個研究小組,開發(fā)出了一種透明的柔性摩擦電發(fā)電機。這種微型發(fā)電機能將散步這樣的機械能轉(zhuǎn)化為電,同時具有感知羽毛飄落這樣微小壓力的高靈敏壓力傳感能力,能用來制造自供電的觸摸屏,在電子產(chǎn)品、環(huán)境監(jiān)測以及醫(yī)療設備制造等領域具有巨大的應用潛力。
前沿探索
將“自旋塞貝克效應”放大千倍
2008年發(fā)現(xiàn)的“自旋塞貝克效應”表明,在磁性材料中,自旋電子會產(chǎn)生電流使材料接點產(chǎn)生電壓,但這種電壓一般非常小。如今俄亥俄大學找到了一種新方法,能將“自旋塞貝克效應”放大1000倍,這是迄今為止通過標準“自旋塞貝克效應”產(chǎn)生的最高電壓,將其向?qū)嶋H應用推進了一大步。由于“塞貝克效應”也是熱電循環(huán)的基礎,該研究將有助于熱電循環(huán)的實現(xiàn),從而最終有望開發(fā)出新型熱電發(fā)動機,并可用于計算機制冷。
發(fā)現(xiàn)冥王星第五顆衛(wèi)星
盡管在2006年被踢出了太陽系的“行星俱樂部”,但如今冥王星又多了一個新“伙伴”。美國航天局的哈勃太空望遠鏡觀測到冥王星的一顆新衛(wèi)星,測算其直徑應在9.6公里至24公里范圍之間。但即便以其最大值考慮,這也是迄今發(fā)現(xiàn)的所有冥王星“伙伴”中最小巧玲瓏的一位。截至目前,冥王星的已知衛(wèi)星總數(shù)為5顆。一種意見認為,恐怕還有未現(xiàn)身的衛(wèi)星“潛伏者”。
“最”案現(xiàn)場
拍下鐵電亞原子結(jié)構最小尺度
美國能源部下屬多家實驗室利用電子全息攝影技術,拍下鐵電納米材料亞原子結(jié)構,并揭示了它的性質(zhì)。這種電子全息攝影術能以皮米(10的負12次方)的精確度,拍下材料原子位移所產(chǎn)生的電場圖像,因而此次得到了迄今為止拍下的鐵電亞原子結(jié)構最小尺度,亦是第一次看到原子的確切位置,并把它和納米粒子的鐵電現(xiàn)象聯(lián)系起來。該成果有助于理解鐵電材料的性質(zhì),擴大其研發(fā)和應用,研制新一代先進電子設備。
奇觀軼聞
一個5億歲基因的現(xiàn)代“軀殼”
美國佐治亞理工學院正在開展一個“5億年項目”,也被稱為“古實驗進化的過程”:他們將一個5億歲的古老基因EF-Tu復活后,將其插入現(xiàn)代大腸桿菌的細菌中,從而制造出8個相同的菌株并讓其生長。這個由既現(xiàn)代又古老的基因嵌合組成的細菌可以存活,但比其相對應的現(xiàn)代基因成長速度要慢兩倍左右。科學家也得以觀察其超過1000代的進化過程。
超宇宙壽命“時空晶體”
熱力學第二定律可以導出宇宙“熱寂”的命運,這是一種可能的理論。而即使宇宙真的達到了熱寂狀態(tài),它也并不意味著計算的終結(jié)。理論上有一種被稱作“時間晶體”的特殊裝置,即便是在宇宙達到熱寂狀態(tài)之后也可以繼續(xù)被作為計算機使用。最近,美國科學家們利用離子阱并施加一個微弱的靜磁場驅(qū)動電子自旋,可算是給出了設計這種特殊裝置的一個最新藍圖,從而向這一不可思議的前景邁進了一步。