自扭矩光線能以螺旋方式傳播

自扭矩光線能以螺旋方式傳播

由來(lái)自西班牙和美國(guó)的科研團(tuán)隊(duì)宣布，他們發(fā)現(xiàn)了光的一種新特性——自扭矩，這種特性以前未被任何人預(yù)測(cè)過(guò)。光擁有的一些眾所周知的特性，如波長(zhǎng)、自旋等。同時(shí)，光也可以扭曲，這種屬性被稱為角動(dòng)量?？茖W(xué)家們認(rèn)為，擁有高度結(jié)構(gòu)化角動(dòng)量的光束具有軌道角動(dòng)量（OAM），他們將這種光束稱為渦旋光束。渦旋光束看起來(lái)就像一個(gè)圍繞共同中心旋轉(zhuǎn)的螺旋，當(dāng)其撞擊一個(gè)平坦表面時(shí)，它們看起來(lái)像甜甜圈那樣的圓環(huán)。

他們首先朝氬氣云發(fā)射兩束激光，這樣做迫使光束重疊，它們連接起來(lái)并作為單個(gè)光束從氬氣云的另一側(cè)釋放出來(lái)，結(jié)果形成了一種渦旋光束?？茖W(xué)家們想弄清，如果激光擁有不同軌道角動(dòng)量且它們稍微不同步時(shí)會(huì)發(fā)生什么。實(shí)驗(yàn)最終產(chǎn)生了一束看起來(lái)像開(kāi)瓶器、且扭曲情況逐漸變化的光束。當(dāng)這束光撞到一個(gè)平坦表面時(shí)，它看起來(lái)像一輪新月。研究人員指出，從另一個(gè)角度來(lái)看，光束前面的單個(gè)光子圍繞其中心軌道運(yùn)行的速度比其后面的光子慢，他們將新屬性稱為自扭矩。

三手煙有損細(xì)胞DNA和線粒體

美國(guó)加州大學(xué)河濱分校的一項(xiàng)臨床研究表明，三手煙的危害不容忽視，其會(huì)改變?nèi)祟惐巧掀ぜ?xì)胞的基因表達(dá)，進(jìn)而對(duì)這些細(xì)胞造成損害。所謂的三手煙，是指煙民吸煙后殘留在衣服、頭發(fā)、皮膚表面及周遭環(huán)境中的煙草殘留物。這些殘留物會(huì)存在幾天甚至數(shù)月，并融入空氣中，被不吸煙者被動(dòng)地吸入。一個(gè)人的生活環(huán)境中若有煙民存在，那么他就很難完全避免接觸三手煙。在現(xiàn)實(shí)生活中，此類被動(dòng)吸煙的現(xiàn)象比二手煙更普遍。

不吸煙的人只要持續(xù)吸入三手煙3個(gè)小時(shí)，其鼻上皮細(xì)胞的基因表達(dá)就會(huì)出現(xiàn)顯著變化。三手煙中的有害殘留物會(huì)改變細(xì)胞中與氧化應(yīng)激相關(guān)的通路，損害DNA，其潛在的長(zhǎng)期后果很可能是癌癥。研究人員稱，雖然3個(gè)小時(shí)的三手煙暴露基本上不可能導(dǎo)致癌癥，但如果一個(gè)人在充斥著三手煙的環(huán)境中長(zhǎng)期生活，其健康會(huì)受到嚴(yán)重影響。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，短時(shí)間的三手煙暴露也會(huì)影響線粒體，若不控制則會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

帕金森病起源于腸道

美國(guó)研究人員通過(guò)小鼠實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了帕金森病起源于腸道細(xì)胞并經(jīng)身體神經(jīng)元上行傳遞到大腦的證據(jù)。帕金森病的最大特征在于大腦細(xì)胞中錯(cuò)誤折疊的α—突觸核蛋白的累積。約翰·霍普金斯大學(xué)開(kāi)展的新研究基于德國(guó)神經(jīng)解剖學(xué)家黑闊·布雷克2003年的觀察結(jié)果，即患有帕金森病的人，其控制腸道的中樞神經(jīng)系統(tǒng)部位也積聚了錯(cuò)誤折疊的α—突觸核蛋白。

研究人員將實(shí)驗(yàn)室中合成的25微克錯(cuò)誤折疊的α—突觸核蛋白注入數(shù)十只健康小鼠的腸道，并在注射后1個(gè)月、3個(gè)月、7個(gè)月和10個(gè)月對(duì)小鼠腦組織進(jìn)行取樣分析。證據(jù)表明，α—突觸核蛋白開(kāi)始出現(xiàn)在迷走神經(jīng)與腸道相連的地方，并繼續(xù)擴(kuò)散到大腦各個(gè)部位。研究人員隨后切除了一組小鼠的迷走神經(jīng)，并將錯(cuò)誤折疊的α—突觸核蛋白注入其內(nèi)臟。經(jīng)過(guò)7個(gè)月的觀察發(fā)現(xiàn)，迷走神經(jīng)斷裂的小鼠并沒(méi)有表現(xiàn)出完整迷走神經(jīng)小鼠身上的細(xì)胞死亡現(xiàn)象。這表明，切斷神經(jīng)似乎可以阻止錯(cuò)誤折疊蛋白的進(jìn)展。

新型海水淡化系統(tǒng)效率提高50%

美國(guó)萊斯大學(xué)利用廉價(jià)塑料透鏡將太陽(yáng)光聚焦到“熱點(diǎn)”，將太陽(yáng)能海水淡化系統(tǒng)的效率提高了50%以上。研究人員表示，提高太陽(yáng)能海水凈化系統(tǒng)性能的典型方法是增加太陽(yáng)能聚光器并帶來(lái)更多光線。而新方法的最大區(qū)別在于使用相同數(shù)量的光，也可低成本地重新分配電力，并大幅提高純凈水的生產(chǎn)率。在傳統(tǒng)的膜蒸餾中，膜的溫差和由此產(chǎn)生的清潔水產(chǎn)量隨膜的尺寸增加而減小。萊斯大學(xué)新研發(fā)的納米光子太陽(yáng)能膜蒸餾（NESMD）技術(shù)，通過(guò)使用光吸收納米粒子，將膜本身轉(zhuǎn)變?yōu)樘?yáng)能驅(qū)動(dòng)的加熱元件解決此難題。

NESDM技術(shù)利用入射光強(qiáng)度和蒸氣壓之間固有的、以前未被認(rèn)識(shí)的非線性關(guān)系。非線性改進(jìn)來(lái)自將太陽(yáng)光聚焦成微小的斑點(diǎn)，將光線集中于膜上的微小點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致熱量的線性增加，但加熱產(chǎn)生蒸氣壓的非線性增加，增加的壓力迫使更多純化的蒸氣在更短時(shí)間通過(guò)膜。研究人員表示，基于是全球一半以上的人口處于缺水狀況，非線性高效太陽(yáng)能蒸餾技術(shù)可極大改善這些人的生活。

我國(guó)研制出最大的火箭分離氣囊

中國(guó)航天科技集團(tuán)一院總體設(shè)計(jì)部三室近日完成了“超長(zhǎng)大口徑高耐壓氣囊預(yù)驗(yàn)收試驗(yàn)”，標(biāo)志著世界最大、耐壓最強(qiáng)的火箭分離氣囊研制成功。分離氣囊是用于運(yùn)載火箭整流罩縱向分離的火工品。該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人胡振興介紹，分離氣囊就像一根細(xì)長(zhǎng)的腰帶，系在兩個(gè)整流罩半罩中間。氣囊呈管狀，內(nèi)裝火工品，在火箭飛行過(guò)程中，氣囊是扁的，被兩個(gè)整流罩半罩緊緊壓合；在執(zhí)行整流罩分離動(dòng)作時(shí)，內(nèi)部火工品爆炸使氣囊鼓起來(lái)，撐開(kāi)兩個(gè)整流罩半罩的連接結(jié)構(gòu)，達(dá)到分離整流罩、釋放出衛(wèi)星的目的。

新研制的分離氣囊與當(dāng)前運(yùn)載火箭應(yīng)用的氣囊相比，長(zhǎng)度提高了5倍，口徑增長(zhǎng)了2倍，耐壓壓力提升了3倍。據(jù)了解，未來(lái)重型運(yùn)載火箭整流罩尺寸大、質(zhì)量重，兩個(gè)整流罩半罩合起來(lái)之后，中間的分離氣囊需提供很大的壓力、扛得住兩個(gè)巨大整流罩的分離力。所以該氣囊尺寸要大，能環(huán)繞住重型運(yùn)載火箭整流罩的“腰”；又要足夠結(jié)實(shí)，扛得住兩個(gè)巨大整流罩的壓力和火工品爆炸的沖擊力。

AI設(shè)計(jì)藥物進(jìn)入人體試驗(yàn)階段

澳大利亞弗林德斯大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)研制出一種名為“渦輪增壓”的流感疫苗，這種疫苗可以刺激人體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生比普通疫苗更多的抗流感病毒抗體。團(tuán)隊(duì)首席專家尼古拉·彼得羅夫斯基稱，這是全球首個(gè)進(jìn)入人體試驗(yàn)階段的使用AI技術(shù)研制的流感疫苗。研究團(tuán)隊(duì)首先設(shè)計(jì)了一套名為“薩姆”的智能算法，其能夠?qū)W習(xí)現(xiàn)有成功的疫苗和失敗的案例，以判別疫苗對(duì)流感是否有效。然后，他們又創(chuàng)建了另一套能夠創(chuàng)造出數(shù)萬(wàn)億個(gè)虛擬化合物的智能程序，彼得羅夫斯基將其稱作“瘋狂的化學(xué)家”?！八_姆”與“瘋狂的化學(xué)家”協(xié)同工作，提出了最有效的疫苗選項(xiàng)。

彼得羅夫斯基表示，他們不用篩選數(shù)百萬(wàn)種化合物，而是只使用了少數(shù)幾種，合成它們只用了幾周時(shí)間，隨后他們?cè)谌梭w血液中進(jìn)行了測(cè)試?，F(xiàn)在，這種疫苗完成了動(dòng)物試驗(yàn)，已經(jīng)進(jìn)入人體試驗(yàn)階段。據(jù)悉，此項(xiàng)研究由美國(guó)國(guó)家過(guò)敏和傳染病研究所資助，將招募大約240名志愿者，開(kāi)展12個(gè)月的臨床試驗(yàn)，以測(cè)試其對(duì)疫苗的免疫反應(yīng)。

可伸縮納米線探針技術(shù)可探測(cè)人體

來(lái)自英國(guó)薩里大學(xué)、美國(guó)哈佛大學(xué)和韓國(guó)延世大學(xué)的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，日前攻克了制造可伸縮納米探針陣列的難題，用超小型三維納米線晶體管探針，記錄了人類心臟細(xì)胞和初級(jí)神經(jīng)元的內(nèi)部工作情況。從細(xì)胞中讀取電子活動(dòng)的能力是許多生物醫(yī)學(xué)程序的基礎(chǔ)，因此，開(kāi)發(fā)一種用于探查細(xì)胞內(nèi)電生理學(xué)的新工具，可以更深入地了解細(xì)胞和其組織的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，開(kāi)拓人機(jī)界面研究的新方向。最新研制的這種超小型U型納米線場(chǎng)效應(yīng)晶體管探針陣列，能清晰地記錄初級(jí)神經(jīng)元的內(nèi)部活動(dòng)，并且該設(shè)備還具有多通道記錄能力。

研究人員認(rèn)為，超小型、靈活的納米線探針是一個(gè)非常強(qiáng)大的工具，因?yàn)樗鼈兛梢詼y(cè)量具有振幅的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)，可以與膜片鉗技術(shù)相媲美。由于該設(shè)備具有可伸縮的優(yōu)點(diǎn)，所以它引起的人體不適感比較小，且不會(huì)對(duì)細(xì)胞造成致命損害。通過(guò)這項(xiàng)工作，研究人員還清楚地發(fā)現(xiàn)尺寸和曲率是如何影響設(shè)備內(nèi)化作用和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)記錄的。

全新算法助機(jī)器學(xué)習(xí)抵抗干擾

機(jī)器學(xué)習(xí)是人工智能的核心，也是使計(jì)算機(jī)具有智能的根本途徑。機(jī)器學(xué)習(xí)雖然可以在大數(shù)據(jù)訓(xùn)練中學(xué)到正確的工作方法，但它也很容易受到惡意干擾。通常攻擊者是通過(guò)輸入惡意數(shù)據(jù)來(lái)“欺騙”機(jī)器學(xué)習(xí)模型，導(dǎo)致其出現(xiàn)嚴(yán)重故障。此次，開(kāi)發(fā)出新算法的研究團(tuán)隊(duì)——“Data61”機(jī)器學(xué)習(xí)小組領(lǐng)導(dǎo)者理查德·諾克表示，攻擊者會(huì)在進(jìn)行圖像識(shí)別時(shí)，在圖像上添加一層干擾波，達(dá)到“欺騙”的目的，從而讓機(jī)器學(xué)習(xí)模型產(chǎn)生錯(cuò)誤的圖像分類。

諾克及其團(tuán)隊(duì)成員研發(fā)的新算法，通過(guò)一種類似疫苗接種的思路，可以幫助機(jī)器學(xué)習(xí)“修煉”出抗干擾能力，這是針對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)模型打造的防干擾訓(xùn)練。譬如，在圖片識(shí)別領(lǐng)域，該算法能夠?qū)D片集合進(jìn)行微小的修改或使其失真，激發(fā)出機(jī)器學(xué)習(xí)模型“領(lǐng)會(huì)”到越來(lái)越強(qiáng)的抗干擾能力，并形成相關(guān)的自我抗干擾訓(xùn)練模型。經(jīng)過(guò)此類小規(guī)模的失真訓(xùn)練后，最終的抗干擾訓(xùn)練模型將更加強(qiáng)大，當(dāng)真正的攻擊到來(lái)之時(shí)，機(jī)器學(xué)習(xí)模型將具備“免疫”功能。

含800萬(wàn)神經(jīng)元的類腦芯片系統(tǒng)問(wèn)世

近日，英特爾公司的可模擬800多萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元的Pohoiki Beach芯片系統(tǒng)研發(fā)成功。該神經(jīng)擬態(tài)系統(tǒng)的問(wèn)世，預(yù)示著人類向“模擬大腦”這一目標(biāo)邁出了一大步。該全新神經(jīng)擬態(tài)系統(tǒng)包含多達(dá)64顆Loihi芯片，集成1320億個(gè)晶體管，總面積3840平方毫米，擁有800多萬(wàn)個(gè)“神經(jīng)元”（相當(dāng)于某些小型嚙齒動(dòng)物的大腦）和80億個(gè)“突觸”。該芯片系統(tǒng)在人工智能任務(wù)中的執(zhí)行速度要比傳統(tǒng)CPU快1000倍，能效可提高1萬(wàn)倍。新形態(tài)芯片在圖像識(shí)別、自動(dòng)駕駛和自動(dòng)化機(jī)器人等方面帶來(lái)了巨大的技術(shù)提升。

對(duì)于正在嘗試新硬件平臺(tái)的人工智能研究人員而言，全新神經(jīng)擬態(tài)系統(tǒng)擁有激動(dòng)人心的前景。除此之外，研究人員正在利用神經(jīng)芯片來(lái)改善假肢適應(yīng)不平坦地面的方式，并創(chuàng)建可供自動(dòng)駕駛車輛使用的更準(zhǔn)確地?cái)?shù)字地圖。英特爾預(yù)測(cè)，到2019年年底，該公司將推出一個(gè)能夠模擬1億個(gè)神經(jīng)元和1萬(wàn)億個(gè)突觸的系統(tǒng)Pohoki Springs。該系統(tǒng)將包含768顆芯片、1.5萬(wàn)億個(gè)晶體管。

中國(guó)研發(fā)出厚度不到頭發(fā)直徑1/4的芯片

在第二屆柔性電子國(guó)際學(xué)術(shù)大會(huì)（ICFE 2019）上，浙江省柔性電子與智能技術(shù)全球研究中心研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)布了兩款經(jīng)減薄后厚度小于25微米的柔性芯片，其厚度不到人體頭發(fā)絲直徑的1/4。兩款柔性芯片分別是運(yùn)放芯片和藍(lán)牙SoC芯片，其中運(yùn)放芯片能夠?qū)δM信號(hào)進(jìn)行放大處理，而藍(lán)牙SoC芯片則集成了處理器和藍(lán)牙無(wú)線通信功能。與傳統(tǒng)芯片相比，最新發(fā)布的柔性芯片不僅非常薄，而且柔韌度很好。兩根手指輕輕一捏，柔性芯片就會(huì)彎成弧形。

柔性芯片技術(shù)是通過(guò)特殊的晶圓減薄工藝、力學(xué)設(shè)計(jì)和封裝設(shè)計(jì)，將芯片厚度降低至人體頭發(fā)絲直徑的1/4以下，這樣就使剛性的硅芯片呈現(xiàn)出柔性和可彎曲變形的特征。在柔性電子制造領(lǐng)域，硅基集成電路的柔性化極具挑戰(zhàn)性，這兩款柔性芯片正是基于該中心最新研發(fā)的柔性芯片技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。柔性芯片將對(duì)人工智能和醫(yī)療等領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，采用柔性芯片技術(shù)可以設(shè)計(jì)出更加輕薄柔軟的電子感知系統(tǒng)，它們能夠與機(jī)器人或人體更好地共形貼合，對(duì)環(huán)境或人體的感知也將更加靈敏。

中車智軌首次“出海”試跑順利

繼2019年2月，我國(guó)自主研發(fā)、全球首創(chuàng)的新型城市“智能軌道快運(yùn)系統(tǒng)”挑戰(zhàn)極寒環(huán)境的測(cè)試成功后，“按捺”不住“極限運(yùn)動(dòng)”之心的智軌在卡塔爾的首都多哈再度挑戰(zhàn)極熱環(huán)境?？ㄋ柕靥幉ㄋ篂常瑢贌釒衬畾夂?，而且既臨海又接沙漠，氣候炎熱潮濕，對(duì)軌道交通工具的設(shè)備性能有極大的考驗(yàn)。此次智軌測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)為卡塔爾既有的交通線路，線路里程長(zhǎng)達(dá)70公里。此次試跑主要測(cè)試智軌在高溫高濕環(huán)境下的動(dòng)力、靈活性、空調(diào)性能、電池性能和能耗試驗(yàn)等指標(biāo)，試驗(yàn)全程由獨(dú)立的第三方進(jìn)行監(jiān)督及檢測(cè)。

卡塔爾7月份地表溫度已飆升至70℃，如此高溫極易引發(fā)電池“鼓包”甚至爆炸，這是對(duì)智軌的最大挑戰(zhàn)。經(jīng)過(guò)縝密的技術(shù)分析，團(tuán)隊(duì)提出了改裝方案：增強(qiáng)機(jī)械轉(zhuǎn)向裝置及空氣壓縮機(jī)的散熱措施，升級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)熱管理系統(tǒng)，更換高低壓線束和耐高溫輪胎以及增加無(wú)軌導(dǎo)向裝置散熱系統(tǒng)和更換高溫液壓油等。據(jù)了解，智軌卡塔爾試車進(jìn)展順利，各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)均符合預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

圓明園古蓮子首次復(fù)活盛開(kāi)

近日，圓明園一項(xiàng)“奇觀”正吸引著游客蜂擁而至，滿足了現(xiàn)代人的好奇。2017年，考古學(xué)家在圓明園發(fā)掘的11顆古蓮種子中的6顆，經(jīng)過(guò)中科院植物研究所培育成活，并于2018年8月底在實(shí)驗(yàn)花盆內(nèi)長(zhǎng)葉結(jié)藕，然后在溫室中越冬，2019年4月移出溫室種植在荷花基地，直到現(xiàn)在古蓮復(fù)活開(kāi)花。

能在地下存活百年以上，古蓮種子的結(jié)構(gòu)功不可沒(méi)，其外表皮具有一層既厚又質(zhì)密的柵欄組織，使種子內(nèi)部不易受外界腐蝕。同時(shí)，蓮子長(zhǎng)埋于地下，不受空氣干擾，溫度恒定，便于長(zhǎng)期保存。蓮子所含的抗壞血酸和谷胱甘肽等化合物，比其他植物高若干倍，這類化合物的存在也是蓮子長(zhǎng)壽并保持萌發(fā)力的重要原因。在蓮子里還有一個(gè)小氣室，里面大約存貯著0.2立方毫米的空氣可以維持古蓮子生命。古蓮子含的水分也極少，只有12%。在這種干燥、低溫和密閉的條件下，古蓮子過(guò)著長(zhǎng)期的休眠生活，新陳代謝幾乎停止，因而可以歷經(jīng)千年后仍能萌芽、生根、開(kāi)花。