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中子星內部構成探測器NICER是美國航天局在國際空間站上運行的其中一個望遠鏡，它最近帶來了一個有趣的發現。NICER發現了從蟹狀星雲中發出的X射線浪涌，同時還發現了脈沖星的射電暴。這些爆發被稱為巨大的射電脈沖，它們釋放的能量遠遠超過了之前的認知。 脈沖星是一顆快速旋轉的中子星，其核心有一個城市那麼大，通常是一顆超新星的殘骸。有些中子星每秒可以旋轉幾十次，旋轉的磁場為射電波、可見光、X射線和伽馬射線束提供動力。如果脈沖星發出的光束掃過地球，天文學家就能觀測到發射脈沖，該天體就被歸為脈沖星。 蟹狀脈沖星是少數幾顆發射巨大射電脈沖的脈沖星之一，這些脈沖星零星發生的射電脈沖可以比普通脈沖亮幾百到幾千倍。研究人員對蟹式脈沖星進行了數十年的觀測，它是唯一一顆被證明能用光譜的其他部分的發射增強其巨型射電脈沖的脈沖星。 美國宇航局的新研究分析了有史以來從脈沖星收集到的最大數量的同步X射線和無線電數據。研究人員表示，它將與這種增強現象相關的觀測能量范圍擴大了數千倍。蟹狀脈沖星距離地球約6500光年，位於金牛座。形成蟹狀星雲和脈沖星的超新星發出的光在1054年7月首次到達地球，多地曾經有詳細的史料記載。 這顆中子星每秒旋轉30次，在無線電波和X射線波中，它是天空中最亮的脈沖星之一。脈沖星的X射線能量高達1萬電子伏特，是可見光的數千倍。 來源：cnBeta

據外媒報道，紙漿廠會產生大量的廢物，而科學家們在利用這些廢物方面非常有創意，其可能性包括了泡沫、電池以及更強的混凝土等。最新的應用例子來自於不列顛哥倫比亞大學(UBC)的研究人員，他們將紙漿廠的廢料用作水泥的填充材料，這種材料被證明強度更大、更富有彈性。 這一突破的核心廢料被叫做紙漿廠粉煤灰(PFA)，北美的紙漿和造紙工業每年會產生超100萬噸的PFA。UBC的研究小組並沒有將其全部扔進垃圾堆，而是開始研究如何將其作為一種可持續粘合材料用於道路建設。 通過實驗，他們發現這種回收的木灰結構可以在水泥的不同材料之間形成更強的結合。他們還能以比傳統水泥更節能的方式生產這種可持續的建築材料。 研究報告的作者Chinchu Cherian博士介紹稱：「PFA的多孔性就像是水泥中其他材料的粘合劑，讓整體結構比非PFA材料更強、更有彈性。通過我們的材料表徵和毒理學分析，我們發現生產這種新材料會帶來更多的環境和社會效益、提高能源效率和產生低碳排放。」 使用PFA等回收紙漿廠產品的一個問題是，在這些設施的初始過程中使用的毒素可能會從材料中濾出並進入環境。不過該研究小組證實，水泥內部的化學鍵非常牢固，很少甚至沒有化學物質會泄漏出來，因此他們認為這種水泥是安全的。 「總體來說，我們的研究肯定了將紙漿廠回收的木灰用於建築活動，如建造可持續的道路和成本中性的建築，可以獲得巨大的環境和經濟利益，」Cherian說道，「減少垃圾填埋場、減少我們的生態足跡，這不僅對行業有好處對整個社會也有好處。」 來源：cnBeta

掃描隧道顯微鏡（STM），乍一聽或許會覺得陌生。但它在科學界的地位可不一般——讓人類能夠觀察到單原子表面層的局域結構圖像，是納米科技領域中重要的一個工具，還贏得了諾貝爾獎。儀器之精密，就不用多說了。而來自加拿大麥吉爾大學的一位博士生小哥Berard，在家便自製了一台STM，而且還成功「拍」下了石墨碳原子的圖像！ 價格方面，專業的STM售價在3萬美元至15萬美元不等，但這位博士小哥的成本，可能僅僅花費1000美元左右！ 等於一下子省出了幾十萬器材費了啊，有沒有！ 這不禁讓網友們驚嘆：這也太極客了吧！ STM原理 掃描隧道顯微鏡（STM）是一種放大倍率非常高的顯微鏡，甚至可以看到物體表面的原子。它的原理就蘊含在名字之中。 電子遇到絕緣體會被阻擋，就像人遇到了一面牆。但是當絕緣體足夠薄以後，量子力學的作用開始突顯。 隨着「牆」越來越薄，電子開始能「穿過」絕緣體，到達另一側的導體上，就好像在絕緣體上開了一個隧道，因此叫做隧道效應。 △量子隧道效應示意圖，有一部分電子穿過牆達到右邊 掃描隧道顯微鏡正是利用了這一原理。 當我們在探針和樣品之間加上電壓，二者之間的空氣就是一堵牆，如果探針和樣品之間足夠近，電子就能跳過空氣到達樣品上，電路中將會產生電流。 這股電流的大小和探針樣品之間距離有關，根據電流大小可以反推出距離，從而得出樣品表面的高度數據，繪制出一張顯微圖像。 雖然STM原理並不復雜，但是要自己DIY，還是有不少技術難點。 首先，為了達到原子級的分辨率，探針針尖必須足夠細，最好尖端只有一個原子。 其次，探針和樣品之間距離很近，不到1nm，極其微弱的熱膨脹或者外界振動，也有可能使二者接觸，導致針尖被撞毀。 最後一個難題是，如何精準控制探針在平面上掃描。 如何DIY？ STM探針的製作其實並不復雜：取一根鉑銥合金絲或鎢絲，用剪線鉗斜着剪斷，並且輕輕拉動，獲得盡可能細的尖端。 接下來是製作減震台。探針被固定在三塊鋼板上，鋼板之間用橡膠粘連，然後掛載三根長彈簧上，盡量降低系統的共振頻率。 鋼板的底部還安裝了一個磁鐵，當鋼板擺動時，磁鐵將在下方的鋁塊上感應出渦流，渦流又會產生反向的磁場抑制振動。 而控制探針的方法是使用壓電陶瓷，給這種材料兩端加上電壓便會伸縮，伸縮量與電壓大小和方向有關。 △ 壓電陶瓷縱向視圖 △ 壓電陶瓷側視圖 壓電陶瓷像三明治一樣，被夾在金屬電極之間，給4片區域加上不同的電壓就能控制探針在平面上來回移動。 由於隧道電流非常小，通常為1nA量級，因此還要對獲取的電流信號進行放大。 △ 探針電流放大電路 Berard還編寫了一個Windows軟件，來控制掃描，並根據電流數據輸出顯微鏡圖像。他還在個人網站上給出了這個STM控制軟件和源代碼。 然後，他用這個自製STM對金、鉑、石墨等材料進行掃描，得到了非常美麗的圖像。 作者介紹 這個項目的作者Dan Berard，是來自麥吉爾大學的一名博士生。 他的研究方向是納米技術和生物物理學，專注於開發「凸透鏡—誘導約束」（CLiC） 顯微鏡技術，並將其用於線性擴展DNA分子以進行基因組分析。 除此之外，Berard的一個愛好就是DIY一些電子產品，並由此延伸，他還與志同道合的大家共同創辦了ScopeSys這家公司，擔任聯合創始人兼工程負責人。 網友：太極客了吧！ Berard的項目在網上可謂是引發了不小的熱議。 在驚嘆其自己能夠DIY如此精密儀器之餘，也有網友對這種「極客文化」發表了感慨： 極客文化簡直令人驚嘆！ 人們在家中製作各種各樣神奇的機器，許多已經成為世界級產品，甚至改變了人類的歷史。 但縱觀Berard在此付出的努力，並不是那種「一蹴而就」完成的，而是耗時多年心血。 而時至今日，他在的自己主頁中依舊更新着這個項目的進展。 許多網友也在按照他的方法，自己上手做試驗，對於網友們在DIY過程中遇到的bug，Berard也會積極做出回復和指導。 是否也想打造一台專屬STM？或許你也可以動手試試~ 來源：cnBeta

據俄羅斯衛星網8日報道，俄羅斯宇航員安東·什卡普列羅夫在線上新聞發布會表示，宇航員在太空中最缺乏的是水和人際交流。什卡普列羅夫說，宇航員最缺的是大量的水，沒有淋浴、桑拿和大海。此外，最缺乏的還有與親朋好友和同事之間的普通交流。 另一名俄羅斯宇航員奧列格·諾維茨基說，失重對宇航員來說並不是問題。 諾維茨基表示：「人體是如此完美，在短時間內就能適應失重，隨着一天天過去能越來越好地完成自己的工作。」 聯盟MS-18宇宙飛船將搭載3名宇航員於4月9日從拜科努爾第31號航天發射場起飛。3名成員分別為俄羅斯宇航員諾維茨基、彼得·杜布羅夫以及美國宇航員范德·黑。後備宇航員為什卡普列羅夫、阿爾捷米耶夫以及來自美國的麥克萊恩。 來源：cnBeta

在青翠的地表和富含有機物的土壤下面，生命延伸到地球深層岩石地殼數公里處。地球深層地下有可能是地球上最大的細菌和古菌庫之一，許多細菌和古菌形成了生物膜（biofilms），就像岩石表面的微生物塗層一樣。 這種微生物種群在沒有光和氧氣、有機碳源極少的情況下生存，可以通過進食或呼吸礦物質獲得能量。這些生物膜分布在整個深層地下，根據最新的估計，這些生物膜可能占大陸地下細菌和古生物總量的 20-80%。但這些微生物種群是均勻地分布在岩石表面，還是更喜歡在岩石中的特定礦物上繁殖？ 為了回答這個問題，來自伊利諾伊州埃文斯頓西北大學的研究團隊進行了研究，分析了地球深處地下環境中微生物群落的生長和分布情況。這項工作表明，宿主岩石礦物成分驅動生物膜分布，產生微生物生命的 "熱點"。該研究發表在《微生物學前沿》上。 為了實現這項研究，研究人員來到地表下 1.5 公里處的深礦微生物觀測站(DeMMO)，該觀測站位於南達科他州鉛市的一個前金礦內，現在被稱為桑福德地下研究設施(SURF)。在那里，在地下，研究人員在富含鐵和含硫礦物的原生岩石上培育了生物膜。6個月後，研究人員利用顯微鏡、光譜學和空間建模方法分析了新生長的生物膜的微生物組成和物理特徵，以及它的分布情況。 研究人員進行的空間分析揭示了生物膜比較密集的熱點。這些熱點與岩石中富含鐵的礦物顆粒相關，凸顯了生物膜定植的一些礦物偏好。該研究的第一作者 Caitlin Casar 解釋說：「我們的結果證明了生物膜定植對岩石表面礦物的強烈空間依賴性。我們認為，這種空間依賴性是由於微生物從它們定殖的礦物中獲取能量」。 總的來說，這些結果表明，宿主岩石礦物學是生物膜分布的關鍵驅動力，這有助於提高對地球深部大陸地下微生物分布的估計。但領先的地下研究也可以為其他課題提供信息。 Casar 表示：「我們的研究結果可以為生物膜對全球營養循環的貢獻提供信息，同時也具有天體生物學的意義，因為這些研究結果提供了對火星模擬系統中生物量分布的洞察力」。 事實上，地外生命可能存在於類似的地下環境中，在這種環境中，微生物既不受輻射也不受極端溫度的影響。例如，火星擁有與DeMMO的岩層類似的富含鐵和硫的成分，我們現在知道這些成分能夠推動地下微生物熱點的形成。 來源：cnBeta

如果讓你模仿大猩猩，你會怎麼做？一個典型的動作就是用兩只手輪流快速拍打胸口，敲出嘭嘭嘭打鼓一般的聲音。雄性大猩猩雙手捶胸的形象可謂深入人心。但它們為什麼愛捶胸呢？人們猜測，這是為了交流某些信息，不過究竟傳達了什麼信息，一直還沒有人知道確切的答案。 對就是這樣 現在，盧旺達火山國家公園的野生山地大猩猩（Gorilla beringei beringei）向科學家吐露了它們捶胸的秘密。 這項研究發表在《自然》旗下的《科學報告》（Scientific Reports），由德國馬克斯·普朗克演化人類學研究所（Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology）的Edward Wright博士領銜。 從2014年1月到2016年7月，研究人員觀察了由Dian Fossey大猩猩基金會（Dian Fossey Gorilla Fund International）監管的25隻野生成年雄性銀背大猩猩，記錄下500多次捶胸事件。 他們錄下其中6頭大猩猩的捶胸聲音，測量不同大猩猩每次捶胸的節奏和持續時間，捶胸發出的聲音頻率等。與此同時，他們通過照片測量這些大猩猩的肩寬，以確定不同大猩猩的體型。 分析了這些測量數據後，他們發現，「山地大猩猩通過捶胸可以可靠地傳達體型信息」。具體來說，體型大的雄性，捶胸時持續發出更低頻的聲音。研究人員推測，這可能與它們身體的共鳴腔較大有關。 研究人員還注意到，在雌性大猩猩發情期間，雄性捶胸更頻繁，因此捶胸發出的聲音可能是求偶時重要的體型展示，一方面吸引雌性，一方面嚇唬情敵。 有趣的是，這些大猩猩的捶胸節奏和時長與體型無關，並不是體型越大捶得越久。每隻大猩猩的捶胸節奏更像是一種個性標簽，持續時長和次數因「猩」而異。研究人員分析，個體化的節拍可以讓其他大猩猩區分出捶胸的具體是誰。 科學家們最後總結說，山地大猩猩生活在植被茂密的熱帶森林，有時即便距離很近也看不到彼此，而捶打胸部為它們傳達出重要的個體信息，用來互相交流。 來源：cnBeta

據外媒報道，近日一個國際研究團隊分析了一個來自捷克（布拉格附近）Zlatý kůň洞穴的頭骨的基因組，並報告了迄今為止重建的最古老現代人類基因組的可能性。該頭骨最早於20世紀50年代初在Zlatý Kůň被發現，現在被保存在布拉格國家博物館中。 根據發表在《自然生態與進化》雜誌上的研究論文，其基因組中尼安德特人的DNA片段比之前被測序的最古老的現代人類--來自西伯利亞的Ust』-Ishim個體的DNA片段更長，這表明現代人類在4.5萬年前就生活在歐洲的中心地帶。研究人員將該頭骨稱為Zlatý kňu（捷克語為金馬），這個名字也是以發現頭骨的洞穴命名的。 關於頭骨可見部分的重建，還有一個值得關注的是牛的DNA殘余。這項研究的作者繼續確認了奶牛DNA與現代實驗室污染物的不同。 "綜合來看，這些結果表明，Zlatý kůň頭骨已經用牛骨膠保存了下來，這些膠水滲透到了測序的石化骨中。"該研究說。換句話說--當頭骨在現代被首次發現時，研究人員又將其重新拼接起來，他們用從牛身上提取的材料製成的膠水將上述碎片固定在一起。 來源：cnBeta

據外媒CNET報道，古代洞穴畫家有時會在黑暗、狹窄的通道中創造出精緻的圖像，而這些通道只能用人工光源來導航。對一個藝術家來說，這可不是什麼最佳條件。那麼，為什麼石器時代晚期的畫家甚至會嘗試在這種光線不足、難以到達的空間里作畫呢？根據一項新的研究，因為他們知道這些環境會剝奪他們的氧氣，並讓他們感到興奮。 特拉維夫大學的考古學家在研究中說，他們是「出於對地下缺氧空間的改造性質的理解」。這項研究出現在最新一期的《Time and Mind: The Journal of Archaeology, Consciousness and Culture》雜誌上。研究表明，缺氧幫助他們挖掘最深層、最內涵的創造力，並與宇宙相連。 在許多土著社會中，積極與宇宙和環境聯系被認為是個人和社區福祉和適應的關鍵。"不是裝飾使洞穴變得重要，"研究說。"相反，所選洞穴的意義是其裝飾的原因。" 當人體的強制性血氧濃度低於一定水平時，缺氧就會隨之而來。這是一種潛在的危及生命的狀態，可引起一系列生物和認知變化，包括多巴胺增加，幻覺和欣快感。研究人員認為，1.4萬至4萬年前的藝術家們用閃爍的火把點燃了他們穿過洞穴內部深處的道路，他們知道火會降低已經很差的通風空間的氧氣水平。一些藝術被發現在涉及攀爬台階、穿越狹窄壁架，甚至是下降數米深的豎井的區域。 研究人員研究了19世紀首次在西歐發現的裝飾洞穴，以進一步解讀洞穴藝術的持久奧秘，並探索是什麼促使這些非常早期的藝術家們創作。許多圖像是用黑色和紅色繪制的，或雕刻在軟牆或硬表面上。它們大多描繪了動物，但也有手工模板、手印和抽象的幾何符號。 並非所有的洞穴藝術都出現在深邃、黑暗的凹處 -- -- 有些裝飾在入口或掩體附近的牆壁上。但最令研究人員感興趣的是那些不用於日常家庭活動的偏遠洞穴地區的藝術，比如特拉維夫大學考古系的博士生Yafit Kedar。她認為藝術家們故意誘導缺氧以達到改變意識的狀態。 為了研究她的假設，Kedar和她的科學家們模擬了火把對封閉空間中氧氣濃度的影響，比如上古石器時代洞穴中的氧氣濃度。他們發現，在狹窄的通道或只有一條通道的大廳中，氧氣濃度迅速下降到18%以下，這是已知的誘發人類缺氧的水平。 對於洞穴藝術來說，這是一個很好的一年，它有很多東西可以告訴我們關於我們的祖先如何生活和思考。今年早些時候，研究人員發現了一幅45500年前的疣豬圖像，他們認為這既是世界上最古老的洞穴繪畫，也是已知最早的現存動物世界的描述。 在過去的幾年里，還有其他令人激動的古代繪畫發現，雖然是非形象化的：這包括在南非發現的一幅7.3萬年前的智人繪畫，還有一幅公元前2100年到4100年之間的繪畫，可能顯示了人類對恆星爆炸的好奇心。 來源：cnBeta

據外媒報道，埃隆·馬斯克的腦機接口公司Neuralink剛剛分享了一段視頻，視頻中一隻猴子在玩經典的乒乓球遊戲《Pong》，只用它的大腦來控制球拍。當然，這種看似神奇的能力，關鍵是在猴子的大腦中放置了一個名為Neuralink的小型植入物，以及用來分析猴子的神經元如何響應操縱杆運動的軟件。 我們第一次聽說Neuralink涉及猴子和《Pong》的研究是在2月初，當時馬斯克在Clubhouse上預告了這個消息。而Neuralink現在已經分享了一段關於這一成就的視頻，其中有一隻9歲的獼猴使用大腦中的植入物玩 "MindPong"（意念Pong）。 根據Neuralink的視頻，研究人員在六周左右的時間里在這只獼猴的大腦兩側分別安裝了植入物。在這種情況下，訓練包括一個帶有簡單遊戲的顯示器，一個內置在牆上的操縱杆，以及一根吸管，當獼猴完成屏幕上的任務時，它將獲得香蕉奶昔點心。 最初的任務是在屏幕上顯示一個點和塊。猴子必須使用操縱杆將點移動到出現的塊上。在這樣做的同時，Neuralink植入物收集的數據會被記錄和分析，為遊戲的完全精神控制鋪平道路。 在一個點上，視頻演示了團隊拔掉連接到顯示器的操縱杆，但點在屏幕上繼續移動。這是因為猴子在控制它時，只需思考用操縱杆會做的動作--這在玩一盤《Pong》遊戲時同樣有效。 來源：cnBeta

據外媒報道，日前，NASA在其火星探索計劃網站的一篇新文章中公布了「毅力號」發回的第一個溫度讀數。據悉，這輛探測車已經在火星上運行了一個多月，在此期間它不得不忍受一些極端的寒冷天氣。火星每天的溫度會從零下7.6華氏度（零下22攝氏度）將到零下117.4華氏度（零下83攝氏度）。 出於一些顯而易見的原因，NASA對火星上的天氣非常感興趣。載人前往這顆紅色星球的任務已經被詳細討論過，雖然NASA還沒有確定任何計劃，但它已經開始在考慮在21世紀30年代的某個時候將人類送上火星的可能性。這個時候，了解氣候非常重要，而其中最重要的部分就是溫度。 NASA現在在火星三個不同的位置擁有「氣象站」。「洞察號」提供溫度和其他數據，「好奇號」除了溫度還可以傳遞大氣條件和溫度，現在的「毅力號」則成為了第三個數據點。 在「毅力號」上，大氣數據由火星環境動態分析儀(MEDA)收集，它可以讓NASA在任何時候都能收集到氣候數據。MEDA在探測器着陸後的第一天就已啟動。自那以後，它收集了更多的讀數並將它們發送給地球上的科學家。 據悉，「毅力號」將在直升機--這是人類在外星球的首次人工動力飛行--附近停留約一個月時間。一旦完成，它將開始自己認真的火星科學探索之旅。 來源：cnBeta

據外媒BGR報道，在一篇新的研究論文中， 一組天文學家宣布發現了44個全新的星系， 每個星系都包含了數不清的恆星、行星、衛星等。研究人員利用各種來源的數據來尋找以前未被發現的星系，這些星系藏在一個叫做天爐座星系團(Fornax Cluster)的空間區域。天爐座星系團位於距離地球約6500萬光年的地方，在過去一直是星系發現的巨大來源。在這種情況下，天文學家使用了來自多個調查和觀測活動的數據，揭示了44個新星系的存在，但它們和銀河系完全不同。 宇宙中的星系有很多不同的類型。像銀河系這樣的螺旋星系只是其中一種類型，而每個星系的變種可以有不同的大小。這些新的星系就是所謂的超緻密矮星系(UCD)。顧名思義，這些星系非常緊湊，直徑只有200光年左右。相比之下，銀河系的直徑被認為大約有10萬光年。 因為它們的體積較小，所以包含的恆星也較少。據估計，UCD包含大約1億顆恆星，不過，這也只是一個非常粗略的估計。這些 "微小 "的星系對於科學家來說是一個比較新的發現，第一批UCD在不到20年前就被分類了。它們也比更大、更令人印象深刻的同類星系要難發現，這也是它們可能一直隱藏在已經研究過的數據中的原因。 在搜羅了現有的資料後，研究團隊有高達220個潛在的UCD候選星系。這是一個很大的數字，所以科學家們決定把精力集中在最有可能是UCD的天體上。他們最終找到了44個可能是尚未被記錄的新星系，它們位於大星團的邊緣附近。研究人員表示，這些新星系距離星團核心超過1170光年，這也可能使它們在之前的研究工作中更難被發現。 "通過Fornax Deep Survey的深層光學圖像，結合公共近紅外數據，我們重新審視了天爐座星系團的UCD群體，並首次系統地搜索UCD候選星系，直到確定星系團的位力半徑，"研究人員解釋說。 來源：cnBeta

據外媒CNET報道，在國際空間站上進行了兩輪對接泊位重新安置任務之後，現在已經為接下來的幾批乘員前往軌道科學實驗室掃清了道路。搭載美國宇航局（NASA）宇航員Mark Vande Hei、俄羅斯宇航員Oleg Novitskiy 和Pyotr Dubrovare的聯盟號飛船定於太平洋時間周五12點42分從拜科努爾航天發射場發射，三個多小時後與國際空間站對接。他們將加入已經生活在那里的7名宇航員。 上個月，國際空間站上的三名宇航員登上了目前停在空間站的聯盟號飛船，將其從面向地球的泊位移到到面向太空的泊位。周五搭載 Vande Hei、Novitskiy 和Dubrovare的聯盟號飛船將占據上個月騰出的那個面向地球的泊位。 4月5日，SpaceX公司的載人龍飛船首次進行了類似的機動，以便為4月22日將再搭載4名宇航員前往國際空間站的另一艘載人龍飛船騰出空間。 在那次被稱為Crew-2的飛行之前，NASA飛行工程師Kate Rubins 、俄羅斯宇航員Sergey Ryzhikov和Sergey Kud-Sverchkov將於4月16日返回地球。 你可以在 NASA TV上或通過以下NASA YouTube頻道觀看周五的發射。 來源：cnBeta

4月9日消息，近代物理學出現停滯不前的處境，幾十年以來，我們沒有任何重大的新物理理論突破，我們是否需要一種全新的方式來理解宇宙呢？目前，美國明尼蘇達大學物理學教授維塔利·萬庫瑞稱，如果我們將世界當作一個正在學習的神經網絡，那麼我們就可以更好地理解量子引力、量子計算和人類意識。 資料圖 據悉，萬庫瑞從事多年的宇宙學、量子引力和機器學習研究。 20世紀的物理學家應該得到很大的贊譽，他們提出了兩個突破性發現：量子力學和廣義相對論，在經典物理學和統計物理學的幫助下，物理學家有一個很好的起點，他們在宇宙學等領域取得了驚人的進步。誰會想到科學家可以用量子力學來描述大爆炸前宇宙膨脹期間的變化，然後用廣義相對論的規則來研究大爆炸後的宇宙狀況？但如果你做對了（感謝阿列克謝·斯塔羅賓斯基、艾倫·古斯等人），將獲得非常具體的預測，這些預測之後先被宇宙背景探索者證實，又獲得普朗克實驗的證實，但是這段輝煌時期到此結束了。我們仍然不知道是什麼驅動了宇宙膨脹，或者是什麼暗能量或者暗物質，顯然，我們遺漏了一些重要的因素，許多研究人員認為，我們需要一個新的理論框架來統一20世紀的重大發現，無論它是基於弦理論、量子信息還是神經網絡，新的理論框架都很可能具有革命性的。 無論它是基於弦理論、量子信息還是神經網絡，新的理論框架都很可能具有革命性的。 我們現在能做些什麼來加速這一革命性的發現嗎？科學家建議稱，當前如果長時間陷入「局部最小值」，我們應當進入任何人工神經網絡或者任何學習系統，只要增加「步長」，在科學研究的背景下，「局部最小值」代表無法取得漸進的進展，增加的「步長」代表科學研究范圍的擴大。在某種程度上，該情況已經發生了，一些物理學家正在引入新的數學概念，連接物理學的不同領域，拓展跨學科合作，但這還不是在所有層面上都發生的。大多數科學家不願意在他們的「舒適區」之外進行研究，原因很簡單——這意味着更多的工作需要更少的認可，這就是真正的問題所在，有利於個體研究者的策略與有利於整個文明的策略是對立的。 我們試圖增加「步長」並找到一條走出「局部最小值」的方法，採用了一個非常大膽的想法，即整個宇宙是一個宇宙版的神經網絡，它的目的和其他任何神經網絡一樣，學習它的訓練數據集，或者換句話講，理解它的環境。這可能是微不足道的，但更重要的是，它表明，要想學習有效，就必須在所有尺度上發生——從亞原子到宇宙學。為了驗證這一假設，科學家首先開發了一種學習熱力學的方法（包括平衡和非平衡學理論），然後將其應用於廣泛的尺度上描述自然現象（包括量子物理學和經典物理學）。 近期，一篇名為《神經網絡的世界》的論文指出，我們周圍觀察到的量子、經典效應和引力效應可能不是基本的，而是宇宙神經網絡學習的突發行為，如果是正確的，那麼它告訴我們一些關於自然如何運行的非常深刻的原理。 該觀點也可以被看作是一種嘗試來協調量子力學和廣義相對論——「量子引力問題」，換句話講，神經網絡可能是量子力學和廣義相對論統一過程中缺失的環節，在最小尺度上，宇宙神經網絡處於平衡狀態，這在量子力學中可以很好地描述，但在最大的尺度上，神經網絡仍然距離平衡狀態很遠，廣義相對論可以更好地描述平衡狀態。此外，神經網絡模型可能會揭示觀察者的問題，量子力學中的「測量問題」和宇宙學中的「測量問題」，但要做到這一點，我們必須首先更好地理解宏觀觀察，或者還有意識，在這方面，生物學家的意見可能是絕對必要且有用的。 神經網絡可能是量子力學和廣義相對論統一過程中缺失的環節。 這是否意味着神經網絡將為21世紀的科學研究提供一個改進的理論框架？現在下結論還為時過早，但令人鼓舞的是，越來越多的物理學家、生物學家和計算機科學家正在認真考慮這種可能性，例如：最初並不清楚薛定諤方程何時能正確地描述平衡狀態下的學習動力學，但後期我們證明，當神經元的數量發生改變時，該情況就會發生。這也為建造人工量子計算機打開了一扇大門，也就是在一台能夠進行量子計算的計算機上運行人工神經網絡，這是我們目前正在與機器學習專家討論的問題。 利用人工神經網絡進行機器學習的想法最初源自生物學，但是，如果宇宙是一個神經網絡，那麼我們可能使用機器學習展開研究探索，例如：生物進化分析，生物學家正在研究類似的理論，目前看來頗有希望。 我們可以將宇宙視為一個神經網絡學習系統，這僅僅是漫長而激動人心的探索旅程的開始。 來源：cnBeta

4月9日消息，目前，研究人員通過了解遠古生命對環境壓力的反應，對現代物種如何生存產生了更深刻的認知。在地球的演變歷程中，曾出現過幾次大規模物種滅絕事件，期間地球生態系統遭受嚴重破壞，並且大量物種徹底滅絕消失，例如：0.66億年前恐龍滅絕事件，但沒有任何物種滅絕事件比發生在2.52億年前二疊紀末期的「大滅絕事件」更具破壞性。 以植物為食的鉅頰龍是劍齒虎的獵物。這兩個種群都在二疊紀末期的「大滅絕事件」中滅絕消失 3月17日發表在《皇家學會會報B刊》的一篇最新研究稱，與兩次較小的物種滅絕事件相比，2.52億年前發生的「大滅絕事件」之後地球生態系統恢復速度較慢。來自中國地質大學、美國加州科學院、英國布里斯托大學、美國密蘇里科技大學、中國科學院的一支國際研究團隊首次表示，由於多樣性生態系統崩潰因素，導致二疊紀物種滅絕事件比其他滅絕事件造成的生態平衡破壞性更大。 為了更好地描述「大滅絕事件」，該研究團隊試圖理解為什麼生態種群沒有迅速恢復，主要原因是二疊紀末期的物種滅絕更嚴重，地球95%物種滅絕消失，生態系統遭到毀滅性破壞，這意味着生態種群必須從頭開始重新組合。 研究報告首席作者、中國地質大學研究員黃元耕（Yuangeng Huang）重建了跨越二疊紀和三疊紀的14種生物組成的食物鏈，這些從中國北方地區採集的樣本提供了地球上單個地區如何應對危機的大致情況，他說：「通過研究遠古滅絕物種牙齒、胃內未消化食物和糞便的化石樣本和相關證據，我能確定是誰吃了誰，如果我們想洞察這些古老的生態系統，重建恢復准確的遠古食物鏈是非常重要的。」 在二疊紀末期大規模物種滅絕之後，地球生態系統變得不同尋常，二齒水龍獸變得非常常見，占據地球生態系統90%的數量，物種多樣性十分匱乏 該食物鏈是由植物、軟體動物、生活在池塘和河流中的昆蟲，以及它們吞食的魚類、兩棲動物和爬行動物構成，這些爬行動物的體型各異，從現代蜥蜴到半噸重的草食動物，它們的頭部很小，身體龐大，長着厚重的骨鱗保護。當時的劍齒虎也在四處游盪，它們像獅子一樣擁有巨大的力量，長着犬齒，能夠刺穿獵物的厚皮膚。當這些動物在二疊紀末期大滅絕中逐漸消亡時，沒有任何物種取代它們的生態龕位，導致生態系統失衡長達1千多萬年。然後，第一批恐龍和哺乳動物在三疊紀時期開始進化形成，最早期的恐龍是體型較小的兩足食蟲動物，身高大約1米多，但它們很快便進化得非常龐大，變成了食肉和食草動物。 美國加州科學院地質學館館長彼特·魯普納林說：「黃元耕在我的實驗室里工作了一年時間，他應用了生態建模的方法，使我們能夠觀察到遠古食物鏈，並確定該食物鏈是否穩定，從本質上講，該模型破壞了遠古食物鏈，淘汰了許多物種，並測試了食物鏈的整體穩定性。」 二疊紀末期，副頸龍已經長得體型龐大，而且有了自我保護的盔甲，其他草食動物包括被恐龍類捕食的雙齒獸。這個復雜的生態系統在二疊紀末期大滅絕事件中崩潰了，只有少數雙齒獸倖存下來 英國布里斯托大學邁克·本頓教授說：「我們發現二疊紀末期大滅絕事件的兩個獨特方面，首先，物種多樣性崩潰程度要嚴重得多，而在其他兩次大規模物種滅絕中，在物種最終崩潰之前，生態系統的穩定性較差；其次，生態系統恢復需要很長的時間，可能需要1000萬年或者更長的時間，而在前兩次危機之後，物種恢復速度很快。」 最終，研究人員對物種群落（尤其是那些成功恢復的群落）進行特徵分析，為了解人類將地球推向毀滅邊緣時現代物種的生存狀況提供了寶貴見解。 中國地質大學洪漢烈（Zhong-Qiang Chen）教授說：「這是一個令人震驚的研究結論，在此之前我們能夠描述遠古食物鏈，但我們無法測試它們的穩定性，從中國北方長岩石截面獲得的大量新數據與尖端的計算方法相結合，使我們能夠以同樣的方式研究現代自然界的食物鏈，洞察與遠古食物鏈之間的相似之處。」（葉傾城） 來源：cnBeta

據外媒報道，在研究水下海洋生物時，如果能使用一種不會因為對動物來說顯得不自然而嚇到它們的設備，就會有所幫助。麻省理工學院(MIT）的科學家們就考慮到了這一點，利用一種新的快速開發系統，創造了一種海星機器人。 由於受到水流、鹽度和浮力等變量的影響，設計水下機器人通常比設計陸上同行更具挑戰性。因此，必須經過無數次的原型設計，每一次都要加入其前代所缺乏的功能，這並不罕見。這一過程不僅成本高昂，而且可能需要數周或更長時間才能得到一個成品。 當麻省理工學院教授Wojciech Matusik和Daniela Rus領導的團隊決定建造一個軟體游泳海星機器人時，他們創建了一個基於機器學習的模擬系統，旨在大大加快開發進程。根據科學家們的要求，該系統製作了一個計算機模型，說明如何建造這樣一個機器人，以及它將如何游泳。 Matusik、Rus和同事們根據該模型迅速製造了一個初始原型。當該機器人在水箱中進行測試時，其真實世界的性能數據被反饋到計算機模型中，進一步優化它。以這樣的方式來來回回，該團隊能夠在幾個小時內生產出一個功能性產品。 目前版本的機器人海星有一個柔軟的硅膠身體，同時還有一個低功率的電機，該電機分別與機器人腕的肌腱相連。通過交替擠壓和釋放這些腕，機器人能夠安靜而高效地在水中游動。而據研究人員介紹，計算機模型提供了重要的設計考慮因素，而這些因素很可能會被人類忽略。 "通過海星機器人，我們了解到，除了它們那些相當明顯的腕部推進，還有一些更細微的高頻運動可以給它們提供重要的動力。"博士後Josephine Hughes說，他與博士生杜濤共同撰寫了一篇研究論文。 這款機器人最終可能由機載電池供電，並配備攝像頭等傳感器，用於收集海洋學數據。而它可能很快就會加入機器人海龜、蝠鱝和鯊魚的行列，所有這些都計劃通過新的模擬系統進行開發。 該論文發表在本周的《IEEE機器人與自動化通訊》雜誌上。 來源：cnBeta

據外媒報道，「機智號」火星直升機已經解開了它的兩個旋翼，繼續為該飛行器的首次飛行做准備，該無人機的飛行時間將不早於周日（4月11日）。2月18日，「機智號」直升機與美國宇航局（NASA）的「毅力號」火星車一起抵達火星，它是塞在火星車的「腹部」長途跋涉來到紅色星球的。 截至4月4日，這架直升機已經與 「毅力號」分道揚鑣，准備在為期一個月的測試活動中飛上天空。如果「機智號」周日的首飛成功，這將是在另一個星球上的首次動力、引導飛行。 "令人關注的葉片，也就是#火星直升機的旋翼，已經被解鎖，並准備好進行測試，"NASA噴氣推進實驗室（JPL）在4月8日早些時候發布的推文中寫道。"接下來，我們將首次在火星表面對葉片進行慢速旋轉。" 「機智號」的飛行准備過程是緩慢而謹慎的，部分原因是4磅（1.8公斤）的直升機在前往火星的過程中是以折疊的方式進行的，藏在一個保護罩後面。 「毅力號」漫遊車放下那個防護罩，開到目標地點後，操作直升機的人員不得不命令設備拆開包裝，慢慢展開。然後，「毅力號」不得不直接將「機智號」放在火星表面，然後開走，以使直升機的太陽能電池板開始為其提供支持。 解鎖和測試「機智號」的葉片是直升機嘗試飛行前的最後一個重要里程碑。NASA官員表示，在直升機嘗試飛行之前，他們將首先以50轉的速度測試葉片，然後以每分鍾2400轉的速度測試。 與此同時，在「機智號」進行飛行准備的同時，「毅力號」正在查看火星地貌，並繼續在紅色星球上前行。在其他活動中，這輛汽車大小的漫遊車一直在拍攝它自己的輪胎軌跡和它的精密科學機械臂的照片。 來源：cnBeta

據外媒TechCrunch報道，Rocket Lab正在准備下一次發射，目前定於5月從新西蘭的發射基地進行。這次飛行的有效載荷是兩顆衛星，以加入BlackSky的地球觀測星座，但Rocket Lab還有一個對其增加Electron運載火箭可重復使用性的目標至關重要的次要目標：從太空返回後回收助推器級。 這並不是Rocket Lab第一次進行助推器回收；去年11月，它在完成了名為 「Return to Sender」的任務後，從海中回收了一個助推器。對於這次被稱為 「Running Out of Toes」的飛行，目標大致相同，但Electron火箭將迎來一些升級和修改，這將幫助Rocket Lab收集更多的數據，並在他們回收其中一個助推器後，朝着真正完全重復使用的方向取得進展。 「我們對我們回收的（第一個）助推器的狀況非常非常滿意，基本上沒有對任何熱保護系統進行修改，」Rocket Lab首席執行官兼創始人Peter Beck在采訪中解釋道。「我們用助推器進入的方式顯然是發動機優先。下一次飛行是下一次迭代，我們已經升級了熱防護系統，使其能夠實際承載這些載荷，因為我們現在知道這些載荷。」 第一次飛行提供了大量有價值的數據，說明Electron助推器在重新進入地球大氣層過程中的實際應力是什麼--地面上的工程師可以對這些信息做出有根據的猜測，但如果沒有實際測試，實際上無法真正知道。Beck表示，在11月的那次飛行中，火箭上的傳感器收集到的數據為Rocket Lab提供了重新設計Electron的隔熱罩的能力，以「大幅提高性能和強度」。 第二次飛行將測試這些改進的效果，並為Rocket Lab團隊提供更多的數據，這些數據將用於設計第三次也就是最後一次計劃中的回收試驗。這將側重於調整重新進入地球大氣層程序，使Electron助推器在返回大氣層時減掉更多的速度，這使得Rocket Lab的最後回收步驟--降落傘輔助減速和半空中直升機捕獲--更加可行。 「在這之後還會有一次設計迭代，我們會尋求在空氣中擦拭更多的速度，以獲得更多的熱量，讓我們達到那個點，真的值得引入直升機的其他元素，去接一個我們覺得可以去重新飛行的階段。」Beck說。 如果一切按計劃進行，第三次也是最後一次濺落試驗應該會在今年晚些時候進行。雖然Rocket Lab的目標並不是真的要重飛這三次開發測試中的任何一個助推器，但Beck表示，他們回收的第一個助推器的某些部件已經被重新整合到了這第二個測試飛行器中，而且計劃在第三次測試中回收並重新使用更多的部件。 Beck表示，把助推器帶回Rocket Lab工廠，並基本上把它分拆成小塊，其實是公司工程師了解重新進入地球大氣層過程中發生的事情，以及火箭哪些部分受影響最大的最好方法。 "沒有什麼比把一個級放回工廠里更能真正了解了，"他解釋說。"你可以擁有所有你想要的儀器，但我們把那個級帶回這里，我們做的第一件事就是，我們把它切開。我們切開所有受熱影響的區域，所有處於流動陰影中的區域，然後開始對它們進行拉伸測驗，以了解材料特性。" 所有這些工作都推動着重新飛行回收的Electron助推器的最終目標--這將是一個重大的成就，不僅因為它應該幫助Rocket Lab加快其發射速度，而且還因為該飛行器一開始就沒有被設計成可重復使用。當被問及回收的Electron的首次重飛是否會是一次商業任務，或者只是一次沒有客戶有效載荷的測試時，Beck表示： 「我會想象這將是一次商業任務，只是因為我們不會在發射台上放任何我們無論如何都沒有真正高度信心的東西，」他說。「我懷疑第一批重復使用的火箭上會有相當多的翻新，因為如果你看看唯一的其他公司已經證明了可重復使用性（SpaceX），那是很多很多年的學習和理解。你不只是那種抓住一個運載火箭，說它看起來不錯，把它放回發射台，然後再飛。這是一個非常反復的建立信心和保證的過程。」 來源：cnBeta

據外媒報道，又有另外四名宇航員正期待着乘坐SpaceX載人龍飛船(Crew Dragon)進入軌道。NASA的目標是4月22日向國際空間站發射Crew-2飛船。NASA在一份聲明中表示：「將用於此次發射任務的獵鷹9號跟NASA的SpaceX Crew-1使用相同的助推器，這標志着首次使用經過飛行驗證的助推器進行載人發射。」 NASA TV將直播這次發射，發射地點是佛羅里達州的肯尼迪航天中心。發射定於太平洋時間4月22日星期四上午3點11分舉行。到達空間站時間大概要一天。 直播鏈接請戳這里 NASA宇航員Megan McArthur和Shane Kimbrough將跟ESA宇航員Thomas Pesquet、JAXA宇航員Akihiko Hoshide一同前往太空。他們四人都已經去過太空，其中，Pesquet曾在三月發過推文寫道：「我不是想炫耀，但這組宇航員可能是太空飛行歷史上最有經驗的！」 SpaceX和NASA的商業載人計劃合作關系正在進入正常的商業階段。早期的試飛進展順利，2020年的Crew-1任務也進展順利。Crew-2則標志着載人龍飛船的第二次機組輪換飛行，也是第一次有兩名國際合作宇航員在飛船的太空任務。 NASA現在正期待着在今年秋天發射Crew-3任務，最早可能會於10月23日起飛。Crew-2則會在那之後不久返回地球。 來源：cnBeta

十年前，被稱為磁性skyrmions的准粒子發現為微觀自旋織構如何使自旋電子學成為可能提供了重要的新線索，自旋電子學是一種利用電子自旋方向而不是電荷來編碼數據的新型電子學。 盡管科學家們在這個非常年輕的領域取得了巨大的進步，但他們仍然不完全了解如何設計出能夠實現超小型、超高速、低功耗器件的自旋電子學材料。Skyrmions看起來很有希望，但科學家們長期以來一直將Skyrmions僅僅視為二維物體。然而，最近的研究表明，2D skyrmions實際上可能是3D自旋模式hopfion的起源。但是還沒有人能夠通過實驗證明納米尺度上存在磁性Hopfion。 現在，由伯克利實驗室共同領導的一個研究小組在《自然通訊》上報道了首次在磁性系統中以納米尺度（十億分之一米）展示和觀察到的從skyrmions中出現的3D Hopfion。研究人員說，他們的發現預示着在實現高密度、高速、低功耗、超穩定的磁存儲設備方面向前邁出了一大步，這種磁存儲設備利用了電子自旋的固有能量。 研究人員不僅證明了像3D Hopfion這樣復雜的自旋紋理的存在，他們還演示了如何研究和利用它們。根據之前的研究，hopfion與skyrmions不同，當它們在設備上移動時不會漂移，因此是數據技術的優秀候選。此外，英國的理論合作者預測，Hopfion可能從多層2D磁系統中產生。 眾所周知，Hopfions和skyrmions在磁性材料中共存，但它們在三維空間有一個特徵性的自旋模式。因此，為了區分它們，研究人員使用了兩種先進的磁性X射線顯微鏡技術的組合對hopfions和skyrmions的獨特自旋模式進行成像。為了證實他們的觀察結果，研究人員隨後進行了詳細的模擬，以模擬磁性器件內部的2D skyrmons如何在精心設計的多層結構中演化成3D hopfions，以及這些在偏振X射線光成像時將如何出現。 為了了解Hopfion最終將如何在設備中發揮作用，研究人員計劃利用伯克利實驗室的獨特能力和世界一流的研究設施以進一步研究這種准粒子的動力學行為。 來源：cnBeta

在全球范圍內，每4個人中就有1個人會在一生中遭受抑鬱症的困擾。雖然目前的診斷和治療方法在很大程度上是試錯的，但印第安納大學醫學院研究人員的一項突破性研究揭示了情緒障礙的生物學基礎，並提供了一種很有前途的血液測試，旨在採用精準醫學的方法進行治療。 在IU醫學院精神病學教授Alexander B. Niculescu博士的帶領下，這項研究今天（2021年4月8日）發表在高影響力雜誌Molecular Psychiatry上。這項工作建立在Niculescu和他的同事之前對跟蹤自殺性以及疼痛、創傷後應激障礙和阿爾茨海默病的血液生物標志物的研究基礎上。 該團隊的工作描述了一種由RNA生物標志物組成的血液測試開發，它可以區分患者的抑鬱症有多嚴重，他們在未來發展成嚴重抑鬱症的風險，以及未來躁鬱症（躁鬱症）的風險。該測試還為患者量身定製的藥物選擇提供了參考。 這項綜合研究歷時四年，主要從印第安納波利斯Richard L. Roudebush VA醫療中心的患者群體中招募了300多名參與者。該團隊採用了發現、優先級、驗證和測試四個步驟的謹慎方法。首先，對參與者進行長期跟蹤，研究人員觀察他們在高情緒和低情緒狀態下的情況，每次都會記錄他們血液中的生物標記物（生物標志物）在兩種狀態之間的變化。 接下來，Niculescu的團隊利用該領域所有以往研究開發的大型數據庫，對他們的研究結果進行交叉驗證和優先排序。從這里開始，研究人員在臨床嚴重的抑鬱症或躁狂症患者的獨立隊列中驗證了前26個候選生物標志物。最後，這些生物標志物在額外的獨立隊列中進行了測試，以確定它們在預測誰患病，以及誰將在未來患病方面有多強。 從這種方法中，研究人員就能夠證明如何將患者與藥物相匹配，甚至找到一種新的潛在藥物來治療抑鬱症。除了在最新研究中發現的診斷和治療進展外，Niculescu的團隊還發現，情緒障礙是由晝夜鍾基因，即調節季節性、晝夜和睡眠和覺醒周期的基因所控制。這就解釋了為什麼一些患者會隨着季節的變化而惡化，以及情緒障礙中的睡眠改變。 這項研究結果轉化為臨床實踐打開了大門，同時也有助於新藥開發，對於提高無數患者的生活質量至關重要。 來源：cnBeta

「好奇號」探測器剛剛在火星上着陸。與此同時，它的姊妹車「好奇號」繼續探索夏普山(正式名稱為Aeolis Mons)的底部，這是一座位於蓋爾隕石坑中心的幾公里高的山。科學家正利用ChemCam儀器上的望遠鏡對夏普山的陡峭地形進行遠距離的詳細觀測。 由法國國家科學研究中心（CNRS/圖盧茲第三大學/CNES）研究員William Rapin領導的法國和美國團隊發現，那里記錄的火星氣候曾經在乾燥和潮濕的時期之間交替出現，在大約30億年前完全乾涸。 夏普山山坡上的小山丘景觀，根據ChemCam望遠鏡圖像中觀察到的沉積結構，顯示了好奇號探測器即將探索的各種類型的地形，以及它們形成的古老環境。 圍繞火星的軌道上的航天器已經提供了關於夏普山山坡礦物成分的線索。但現在，ChemCam已經成功地從行星表面對沉積床進行了詳細的觀測，揭示了沉積床的形成條件。沿着觀測到的幾百米厚的地形往上走，沉積床的類型發生了根本性的變化。 在形成夏普山底部的湖泊沉積土之上，寬闊、高大的交叉層結構是長期乾旱氣候期間風形成的沙丘遷移的標志。在更高的地方，薄薄的脆性和抗性交替的床層是典型的河流洪泛區沉積物，標志着潮濕環境的回歸。因此，火星的氣候很可能經歷了乾燥條件與河流和湖泊環境之間的幾次大規模波動，直到今天觀察到的普遍乾旱的條件。 在延長任務期間，"好奇"號計劃爬上夏普山的山腳，並鑽入其各種床層。它將測試這一氣候模型，更詳細地描述古代火星的環境是如何演變的，並可能了解這些重大波動的起源。 來源：cnBeta

基於其對信息素的巧妙利用，人們發現了一種全新的寄生杜鵑蜂品種。杜鵑蜂也叫翡翠蜂，是我們最美麗的昆蟲之一，外表色彩斑斕，像寶石一樣閃閃發光。然而，它們也造成了很多令人頭疼的問題。 NTNU大學博物館的昆蟲研究員表示，通常我們會通過昆蟲的外表來區分昆蟲，但杜鵑蜂的外形太過相似，這讓人很難分辨。200多年來，昆蟲研究人員一直在努力將杜鵑蜂分類到正確的 "物種盒子 "中，並確定哪些特徵是一個物種內的變化，哪些是物種特有的差異。在過去的10年里，DNA條形碼帶來了重大突破，通過觀察杜鵑蜂遺傳物質的差異，可以區分不同種類的杜鵑蜂。但是在這種情況下，兩種杜鵑蜂，它們的外觀存在微觀差異，DNA的差異也非常小。 下一步是觀察每隻杜鵑蜂，找出它們是否屬於不同的物種，昆蟲之間通過信息素進行交流，換句話說，它們有一種化學語言。關系非常密切的物種通常有完全不同的語言，以防止它們雜交。杜鵑蜂是一種語言能力高於平均水平的昆蟲。它們是寄生蟲，也就是說，它們的行為和杜鵑一樣，在其他蜜蜂和黃蜂的巢中產卵。幼蟲生長迅速，比宿主的卵先孵化。然後，它們會吃掉卵、幼蟲和宿主安排在巢中的食物供應。 當作為寄生蟲生活時，不被發現是很重要的，因此杜鵑蜂也學會了宿主的語言。通過進行一項規模不大的語言研究，研究人員能夠發現，這兩只幾乎一模一樣的杜鵑蜂確實屬於不同的物種。它們使用不同的宿主，這意味着它們也說着完全不同的語言。 當一個新物種被描述出來時，必須給它一個名字。在歐洲從事杜鵑蜂研究的研究人員中宣布了一個命名競賽，然後對來的提案進行投票。 如前所述，挪威發現的這種新蜂與另一個叫Chrysis brevitarsis的物種非常相似，所以新物種被命名為Chrysis parabrevitarsis，意思是站在brevitarsis旁邊的那個物種。 來源：cnBeta

褐矮星可以以極高的速度旋轉。科學家們知道，一顆褐矮星的旋轉速度可以達到每小時20萬英里，但研究人員認為，它們的旋轉速度可能有一個極限。美國宇航局的科學家利用斯皮策太空望遠鏡的數據，確定了有史以來發現的三顆旋轉最快的褐矮星。 這三顆褐矮星被認為正在接近所有褐矮星的旋轉速度極限。如果它們的旋轉速度再快一些，研究人員認為它們就會破裂。這三顆快速旋轉的褐矮星直徑都與木星大致相同，但質量卻在40到70倍之間，它們每小時左右都會完全自轉一周。 美國宇航局的研究人員表示，次快的已知褐矮星每1.4小時才旋轉一次。作為比較，木星每10小時自轉一次。三顆褐矮星中最大的一顆會以每秒超過60英里的速度旋轉，或者說根據大小，每小時約22萬英里。 棕矮星一產生就在旋轉，隨着它們的冷卻和收縮，它們的旋轉速度會更快。據測算，約有80顆褐矮星的自轉速度從不到兩小時到幾十小時不等。 在最新的研究中，速度快的褐矮星三人組的自轉速度幾乎都是一樣的，科學家不相信這是一個巧合。自轉速度不能歸因於褐矮星是一起形成的，也不能歸因於褐矮星處於同一發展階段，因為它們在物理上都是不同的。科學家認為，究其原因是因為這三顆星以自身條件而言，自轉速度都達到了極限，超過目前的速度，它們就會破裂。 來源：cnBeta

根據新的研究，地球大氣層中氧氣的永久性濃度上升，從根本上改變了地球後來的宜居性，但其發生的時間比想象的要晚得多。而這項研究是由利茲大學領導的一個國際團隊進行的，包括加州大學-河濱分校、哈佛大學、南丹麥大學和聖安德魯斯大學的研究人員，也為一些影響地球的最極端氣候事件提供了解釋，當時地球多次被冰雪覆蓋。 氧氣第一次顯著地出現在大氣中是在大約24.3億年前，這標志着大氧化事件的開始--地球歷史上的一個關鍵時期。雖然大氧化事件導致氧氣含量仍然比今天低得多，但它極大地改變了地球表面的化學成分，並為地球上隨後的生物進化過程奠定了基礎，最終導致地球上出現了大量的動物生命。 研究人員通過分析大氧化事件發生時沉積在海洋中的南非岩石，發現早期大氣中的氧氣是短暫存在的，直到很久以後，氧氣才成為大氣的永久特徵。 利茲大學地球與環境學院的Simon Poulton教授領導了這項研究。 他說："大氧化事件"從根本上改變了地球的環境和宜居性 這段早期的氧氣化時期被認為發生在大約24.3億年前至23.2億年前。"然而，我們的研究表明，事實上，在大約2億年的時間里，大氣的氧化是高度不穩定的，永久性的大氣氧化發生的時間比以前認為的晚了大約1億年。" 他們發表在《自然》雜誌上的研究結果還表明，大氣中氧氣濃度的波動與溫室氣體濃度之間存在直接聯系。 加州大學里弗賽德分校的Andrey Bekker教授是這項研究的共同作者，他說。"這些發現有助於解釋與大氧化事件同時發生的四次大范圍冰川周期，其中一些冰川很可能在幾百萬年內覆蓋了整個地球的冰層。 "我們的新數據顯示，氧氣的永久性上升實際上發生在該時期最後一次大冰川周期之後，而不是在之前，這此前一直是我們理解早期大氣含氧量和強烈的氣候不穩定之間聯系的一大難題。" 研究小組將這一時期重新命名為 "大氧化事件"。它迎來了隨後15億年的氣候和環境穩定期，一直持續到前寒武紀末期的第二個氧氣上升和氣候不穩定的大時期。 來自哈佛大學的合著者David Johnston教授說。"大氣中氧氣的上升是地球宜居的關鍵因素。 "解開大氣氧化的歷史，最終使我們能夠了解氧氣如何上升到足以讓動物進化的水平。 "大氧化事件，當大氣中的氧氣首次上升到可觀的水平時，代表了這一歷史的關鍵一步。" Poulton教授補充說："如果我們不知道永久的大氣氧化實際發生的時間，我們就無法開始理解大氣氧化的原因和後果，大氣氧化是對地球宜居性的最重要控制。現在我們終於有了這塊拼圖。" 來源：cnBeta

宇宙物理與數學研究所（Kavli IPMU）所長Ooguri Hirosi和項目研究員Matthew Dodelson關於黑洞光子球外的弦理論效應的論文入選了《物理評論D》雜誌的 "編輯精選"，他們的論文於2021年3月24日發表。 在點粒子的量子理論中，一個基本量是相關函數，它衡量粒子從一個點傳播到另一個點的概率。當兩點通過光樣軌跡連接時，相關函數會形成奇點。在平坦的時空中，有這樣一個唯一的軌跡，但當時空是彎曲的，可以有許多光樣軌跡連接兩點。這是引力透鏡作用的結果，引力透鏡描述的是彎曲的幾何體對光的傳播的影響。 在黑洞時空的情況下，有類似光的軌跡多次繞過黑洞，從而形成黑洞光子球，就像事件地平線望遠鏡（EHT）最近拍攝的位於M87星系中心的超大質量黑洞的圖像一樣。 2019年4月10日發布，EHT合作的圖像捕捉到了黑洞及其光子球的影子，也就是它周圍的光環。光子球會出現在黑洞的一個區域，在這個區域中，以水平方向進入的光線會被引力強迫在不同的軌道上運行。這些軌道會導致上述相關函數的奇異性。 而，在有些情況下，繞黑洞多次的軌跡所產生的奇異性與物理預期相矛盾。Dodelson和Ooguri已經證明，這種奇異性在弦理論中得到了解決。 在弦理論中，每一個粒子都被認為是一個弦的特定激發態。當粒子沿着近似光的軌跡繞着黑洞行進時，時空曲率導致潮汐效應，使弦被拉伸。 Dodelson和Ooguri表明，如果將這些效應考慮在內，奇點消失與物理預期一致。他們的研究結果提供了證據，證明一個一致的量子引力必須包含弦等延伸物體作為其自由度。 Ooguri說："我們的結果顯示了弦理論效應如何在黑洞附近得到增強。雖然我們發現的效應還不夠強，不足以對ETH的黑洞圖像產生可觀察的後果，但進一步的研究可能會給我們展示一種利用黑洞測試弦理論的方法。" 來源：cnBeta

美國宇航局已經證實，OSIRIS-REx已經完成了對小行星Bennu的最後一次飛越。這次飛越是在美國東部時間4月7日早上6點左右完成的，隨後OSIRIS-REx開始慢慢遠離小行星並在附近待命。任務控制人員還要再等幾天才能了解航天器在執行完樣本採集任務後小行星表面的變化。 OSIRIS-REx團隊增加了對小行星的飛越次數，以記錄2020年10月20日進行的Touch and Go樣本收集機動所導致的表面變化。任務控制人員表示，勘測樣本採集點周圍挖掘物的分布情況可以讓他們了解更多關於小行星表面和地下材料的性質以及機械特性。 在最後一次飛越過程中，OSIRIS-REx對這顆小行星進行了近6個小時的成像，覆蓋了圍繞Bennu的整整一圈。它在距離小行星表面2.1英里的范圍內飛行，這是自樣品收集活動以來，航天器離小行星最近的一次。任務控制人員還要過幾天才能了解着陸點的情況，因為至少要到4月13日，航天器才能完成下載所有數據和新圖片。 OSIRIS-REx與美國宇航局的其他任務共享用於中繼數據的深空網絡天線，包括火星毅力號探測器。OSIRIS-REx通常每天可以分配到4到6小時的下行時間。到目前為止，任務控制人員已經收到了飛越期間收集到的大約4000兆字節的數據。 OSIRIS-REx目前距離地球約1.85億英里，導致下行鏈路數據速率緩慢，速度為每秒412千比特。每天下行鏈路的時間有限，而緩慢的下行鏈路速率意味着需要幾天時間才能下載完所有數據。OSIRIS-REx現在將留在小行星附近，直到5月10日，屆時它的推進器將啟動，兩年的回家之旅將開始。 來源：cnBeta

據外媒報道，由於細菌在爭奪着資源和空間，微生物戰爭在我們周圍、體表和體內不斷地肆虐。在這個過程中，它們已經開發出了一些精巧的武器如tailocins，它對敵人的作用有點像「自導導彈」。現在，研究人員已經研究了tailocins是如何起作用的以及我們應該如何利用它們為自己服務。 細菌是一種社會性很強的小生物，無論是好還是壞。當它們跟自己的物種生活在一個合作的群落里時，它們可能會不加區別地殺死其他敢於偷取營養物質的微生物。它們通常會使用特殊的毒素，這也是我們許多抗生素的來源，但我們都很清楚，細菌會進化出耐藥性進而使後者失效。 另一種不太為人所知但仍強大的武器則就是所謂的tailocins。研究人員直到最近才發現，這些蛋白質結構看起來像噬菌體的「尾巴」。據悉，噬菌體是一種捕食細菌的微小病毒。看起來這些蟲子把這些攻擊者變成了自己的優勢，它們產生了tailocins然後向敵人開火。Tailocins會附着在其他細菌上，然後在細胞上打出一個洞並殺死它。 「Tailocins是細菌製造的超強蛋白質納米機器，」該研究的論文作者之一Vivek Mutalik說道，「它們看起來像噬菌體，但它們沒有衣殼，衣殼是包含病毒DNA和復制機制的噬菌體的『頭』。所以，它們就像一根彈簧針穿過細胞膜，然後在細胞質上開一個洞，這樣細胞就會失去離子和物質並最終崩塌。」 也許關於最有tailocins趣的事情是它們對攻擊對象非常挑剔。它們不會殺死它們找到的任何東西，而是只針對特定種類的細菌，這為它們贏得了細菌自導導彈的綽號。 不過仍會發生意外傷亡。事實證明，生產tailocins對單個細菌來說是致命的，因為它們首先要從細胞中沖出。奇怪的是，進化會允許這種自我毀滅的行為持續下去，但對物種的淨收益必須超過個體的成本。 在這項新研究中，勞倫斯伯克利國家實驗室的研究人員調查了tailocins針對的是一種特定的細菌而非另外一種的原因。他們採集了12種能產生tailocins的土壤細菌樣本並對它們的基因組進行篩選以尋找可能使這些細菌或多或少地對tailocins敏感的相關基因。 結果他們發現，差異主要在於脂多糖的結構，脂多糖是位於細胞膜外的脂肪和糖分子。Tailocins傾向於跟這些分子的特定構型結合，這一發現可能最終有助於我們開發出新的抗菌素，這些抗菌素將能更專注於某些菌株且不太可能引發耐藥性。 「一旦我們了解了靶向機制，我們就可以開始自己使用這些tailocins，」該研究的論文聯合主要作者Adam Arkin說道，「醫學的潛力顯然是巨大的，但對於我們所做的科學來說也是不可思議的，我們正在研究環境微生物如何相互作用以及這些相互作用在重要生態過程中的作用如碳固存和氮處理。」 來源：cnBeta

在過去十年左右的時間里，由於效率的提高，鈣鈦礦太陽能電池已經成為可再生能源領域一項非常有前景的技術，其性能很快就能與目前廣泛使用的單晶硅太陽能電池相媲美，甚至超過後者。然而，阻礙它們發展的是內在的不穩定性問題和對要素的脆弱性，這阻礙了它們的主流應用。澳大利亞的科學家們相信，他們可能已經找到了解決這些問題的方案，這隱藏在當地理發店地板上掃起的頭發中。 這一太陽能電池研究的突破實際上源於昆士蘭科技大學早期開展的工作，科學家們能夠利用理發店的人類頭發來幫助製造柔性OLED顯示屏。這項技術的關鍵在於，頭發中含有豐富的碳和氮，在工程發光粒子時，這些都是有價值的特性。科學家們在240 °C（464 °F）的溫度下燃燒頭發，將其分解並還原成分子結構中同時嵌入碳和氮的材料。 這些由此產生的碳納米點引起了同為昆士蘭科技大學從事鈣鈦礦研究的科學家的興趣，他們出於好奇，決定將其整合到太陽能電池中。在這樣做的過程中，該團隊發現，納米點在鈣鈦礦表面形成了一個波浪狀的層，它起到了保護緩沖的作用，以保持其功能。 "它形成了一種保護層，一種盔甲，"領導這項研究的王紅霞教授說。"它保護了鈣鈦礦材料免受水分或其他環境因素的影響，這些因素會對材料造成損害。" 除了提高穩定性方面，科學家們報告說，將碳納米點融入到鈣鈦礦太陽能電池中，還提高了功率轉換效率。除了提升穩定性和性能外，由理發店廢料製成的碳納米點還有望為可能成為下一代太陽能電池的關鍵組件的低成本和可持續製造工藝。 "在鈣鈦礦太陽能電池領域，最大的挑戰是解決器件的穩定性，使其能夠工作20年或更長時間，以及開發一種適合大規模生產的製造方法。"王紅霞教授說。"目前，所有報道的高性能鈣鈦礦太陽能電池都是在濕度和氧氣含量極低的可控環境下製造的，電池面積非常小，實際上無法實現商業化。為了使該技術具有商業可行性，需要克服製造高效大面積、穩定、柔性、低成本的鈣鈦礦太陽能電池板的挑戰。" 該研究發表在《材料化學雜誌A》上。 來源：cnBeta

據外媒報道，發表在《分子生物科學前沿》上的一項新研究發現，馬的腸道微生物組通過向其細胞發送化學信號與宿主進行「交流」，這具有幫助馬延長能量輸出的作用。這一激動人心的發現為可以提高馬匹運動表現的膳食補充劑鋪平了道路。 「我們是第一個證明某些類型的馬腸道細菌產生化學信號，與馬細胞中的線粒體進行溝通，以調節和產生能量的人之一，」這項研究的作者，法國國家農業、食品和環境研究所的綜合生物學和馬匹遺傳學團隊負責人Eric Barrey說。「我們相信，這些細菌產生的代謝產物--為食物或生長而分解較大分子所產生的小分子--具有延緩細胞中低血糖和炎症的作用，從而延長馬的運動表現。」 與疾病的聯系 線粒體可以被簡單地描述為細胞的能量提供者，最近的研究表明，線粒體與腸道細菌相互依賴。事實上，在之前的許多研究中，許多與人類線粒體功能障礙相關的疾病，如帕金森病和克羅恩病，都被認為與腸道微生物組的變化有關。 「研究馬匹是評估腸道細菌和線粒體之間聯系的好方法，因為馬匹在耐力賽中進行的運動水平，從而線粒體功能，與人類馬拉松選手的運動水平相似，」本文第一作者Nuria Mach博士解釋說，他也在法國國家農業、食品和環境研究所工作。 她繼續說：「為了這項研究，我們獲得了獸醫的許可，在法國楓丹白露國際耐力賽（8小時馬術比賽）的起點和終點，採集了20匹年齡和性能水平相近的健康馬的血液樣本。這些樣本提供了有關特定基因的化學信號和表達的信息，這是DNA轉化為製造蛋白質或其他分子的指令的過程。為了了解馬的腸道細菌代謝物的組成，我們在比賽開始時獲得了糞便樣本。」 研究人員發現，腸道中的某些細菌與細胞中線粒體的基因表達有關。此外，這些被表達或「開啟」的基因與細胞中的活動有關，這些活動有助於細胞適應能量代謝。 進化的解釋 "有趣的是，線粒體有一個細菌的起源--人們認為它們與其他成分形成了共生關系，形成了第一個細胞。這可能解釋了為什麼線粒體與腸道細菌有這種溝通線路，"Barrey說。 Mach總結道：「改善我們對馬和腸道微生物組之間的相互交流的理解，可以幫助提高它們的個體性能，以及它們的訓練方法和飲食成分攝入。用益生菌補充劑以及益生元來操縱腸道微生物群，餵養好的細菌，可能是提高微生物群和馬匹的健康和平衡，更好地維持耐力運動的一種方法。」 來源：cnBeta

據外媒報道，萊斯大學實驗室優化的閃蒸工藝可以減少碳排放。這可能是真正發揮作用的地方。據悉，萊斯大學的科學家優化了一種工藝，他們將橡膠輪胎的廢料轉化為石墨烯進而可以用來加強混凝土。 化學家James Tour表示，在混凝土中添加石墨烯的環境效益是顯而易見的，「混凝土是世界上生產最多的材料，它產生的二氧化碳占世界的9%。如果我們在道路、建築和橋梁中減少使用混凝土，那麼我們就可以在一開始就消除一些排放。」 回收的輪胎廢料已經被用作硅酸鹽水泥的組成部分，但石墨烯已被證明可以在分子水平上增強膠凝材料--其中包括混凝土。 據悉，每年有8億個輪胎被丟棄，其中大部分被用作燃料或其他用途，而其中有16%最終則是被扔進垃圾填埋場了的。 Tour說道：「即使回收其中的一小部分石墨烯也會讓數百萬輪胎不用進入垃圾填埋場。」 Tour和他的同事在2020年推出的「閃蒸」工藝已被用於轉換食物垃圾、塑料和其他碳源。它們被暴露在一波電流中，然後被除去除了碳原子以外的所有物質。之後，這些原子被重新組裝成有價值的渦輪層石墨烯，其錯位層比石墨剝離產生的石墨烯要更容易溶解。這使得它更容易在復合材料中得到使用。 事實證明，將橡膠轉化為石墨烯比將食品或塑料轉化為石墨烯更具挑戰性，但該實驗室通過使用從輪胎中提取的商用熱解廢橡膠來優化這一過程。Tour指出，在從廢輪胎中提取有用的油之後，這些碳殘渣的價值到目前為止幾乎為零。 輪胎衍生的炭黑或橡膠碎片和商用炭黑的混合物都可以被閃蒸進石墨烯中。由於渦輪增壓石墨烯是可溶的，所以它可以很容易地被添加到水泥中以製成更環保的混凝土。 由Tour和C-Crete  Technologies的Rouzbeh Shahsavari聯合領導的這項研究已將研究文章發表在了《Carbon》上。 萊斯實驗室對輪胎衍生的炭黑進行了閃蒸處理，結果發現約70%的材料轉化成了石墨烯。當閃蒸橡膠輪胎屑跟普通炭黑混合以提高電導率時，約有47%轉化為石墨烯。除了碳之外的其他元素也被用於其他用途。 電脈沖持續時間在300毫秒到1秒之間。該實驗室計算出，轉換過程中使用的電力將消耗約100美元/噸的初始碳。 研究人員將少量的輪胎衍生石墨烯跟波特蘭水泥混合用於生產混凝土圓柱體。經過7天的固化測試，圓柱的抗壓強度提高了30%或更高。28天後，0.1 wt%的石墨烯足以使兩種產品的強度至少增加30%。 Shahsavari表示：「這種強度的提高，部分原因是2D石墨烯的播種效應有助於更好地生長出水泥水合物產品，部分原因是後期的增強效應。」 來源：cnBeta

據外媒報道，對於數以億計的糖尿病患者來說，每天注射胰島素是一件麻煩事。口服藥丸會更容易吞咽，現在來自紐約大學阿布扎比分校的研究人員開發出了一種將胰島素裝入膠囊的新方法，這種膠囊可以在通過胃進入血液的過程中存活下來，並且只在需要時才會釋放其有效載荷。 糖尿病的特點是胰島素水平不穩定，胰島素是一種調節血液中葡萄糖水平的激素。通常情況下，這種情況是通過定期皮下注射來控制的，但患者很難自己給藥並且這種不愉快可能會讓一些人跳過注射劑量。 在一個理想的世界里，管理糖尿病應該像服用一粒藥丸一樣簡單，然而不幸的是，開發這種系統一直非常棘手。胰島素是一種脆弱的分子，在發揮其神奇作用之前它就會在胃里迅速分解。因此，科學家面臨的主要挑戰是找到包裝胰島素的方法，這樣它才能存活足夠長的時間以穿過腸壁進入血液。 現在，來自阿布扎比紐約大學的研究人員開發出了一種可以做到這點的系統。該團隊創造了他們所謂的耐胃腸道亞胺連接共價有機框架納米顆粒(nCOF)。這些膠囊在納米薄片之間裝載胰島素從而保護胰島素不受胃的惡劣環境的影響，然後其通過腸道屏障並最終進入血液。 當nCOF進入血液，其就能自動監測患者的胰島素水平，只在需要時釋放藥物。這背後的機制相當巧妙--葡萄糖是一種小分子，它可以通過nCOF的小孔，所以當葡萄糖水平上升時它會被強制進入納米粒子，在那里它會把里面含有的胰島素排出。反之，胰島素的釋放也會隨着血糖水平的再次下降而減緩。s 這項研究的論文首席作者Farah Benyettou表示：「我們的工作是通過使用裝載胰島素的nCOF納米顆粒克服胰島素口服輸送障礙，這種納米顆粒在胃中表現出胰島素保護以及葡萄糖反應性釋放。這項技術雖然對血糖升高反應迅速，但會立即停止從而防止胰島素過量並將極大地改善糖尿病患者的福祉。」 研究小組在對糖尿病大鼠的試驗中發現，nCOF在被服用後兩小時內讓動物的血糖水平恢復到了正常水平。 當然，這項技術還需要進一步的工作來確定這樣的好處是否也會影響到人類。但不管怎樣，這是一個有希望的發展。 來源：cnBeta

啤酒釀造會剩下大量的剩餘穀物，且它們通常會被加工成牛飼料。不過來自弗吉尼亞理工（Virginia Tech）和州立大學（VSU）的一支研究團隊，已經開發出了一種能夠從啤酒糟中回收有價值的食用蛋白質和生物燃料纖維的新方法。在 Haibo Huang 博士的帶領下，它們對從當地啤酒廠獲得的大麥穀物廢料展開了深入研究。 （圖自：Wikipedia / CC-BY-3.0） 雖然啤酒糟中含有大量的蛋白質，但較高的纖維含量，還是使得它們難以被人所消化。基於此，科學家們決定從獨特的濕磨（Wet Milling）工藝開始入手。 首先將穀物浸入含有鹼性蛋白酶（Enzyme Alcalase）的水溶劑中，讓各個穀粒變得更加柔軟，以便在後續流程中更輕松地分離相關成分。這麼做的另一個好處，就是無需像傳統研磨過程那樣先乾燥啤酒糟。 在將濕磨過的啤酒糟進行篩濾後，研究人員最終得到了液態蛋白質濃縮物，以及可從中提取蛋白質的纖維。含量高達 83% 的前者，可被用於營養補品、或作為水產養殖飼料中使用的魚粉的更可持續替代品。 另一方面，研究人員發現回收的纖維很適合作為生物燃料的原料。Haibo Huang 博士與博士後研究員 Joshua O'Hair 在先前研究的基礎上，藉助硫酸處理工藝，將纖維分解成為了糖。 當把這些糖餵給地衣芽孢桿菌之後，這種微生物能夠產出 2,3-丁二醇等可用於製造丁醇燃料的化合物。 目前科學家們正嘗試擴大這項技術的應用規模，除了工業生產，他們還在尋找成本更加低廉的制酶工藝。感興趣的朋友，可留意本周的美國化學學會（ACS）春季線上會議。 此外兩年前，貝爾法斯特女王大學的另一支研究團隊，也宣布了一種能夠將啤酒糟轉化為木炭的相關工藝。 來源：cnBeta

近日發表在《應用心理學雜誌》上的一項新研究指出：夜間的不健康飲食和零嘴，很可能損害人們在第二天的工作表現。北卡羅來納州立大學的研究團隊對此進行了評估，最終認定這種情況會對人們的生活造成直接和可觀察到的影響，且將之與工作中的戒斷行為聯系了起來。 （來自：APA PsycNet） 在持續 10 個工作日的觀察期間，研究人員對 97 位美國工人開展了一日三次的調查。他們的任務是在一日之初匯報自身的情緒和身體狀況，下班後回顧當天工作期間的細節表現，以及回家後攝入的食物和飲料。 根據這些數據，研究人員將下班後於夜間進食不健康零食、與第二天的工作表現聯系起來。結果發現不健康的夜宵零食習慣會有損次日的工作表現，且長期可能潛在地損害了他們的工作績效。 至於背後的原因，或許是在進食了過多的垃圾食品 / 夜宵零食之後，這種習慣可能導致次晨的健康狀況不佳（比如腸胃不適），且研究發現這在夜間進食過多的參與者群體中相當普遍。 此外這些人「深夜放縱」的參與者，更有可能在次晨引發情緒問題，比如愧疚於前一晚吃了太多東西，進而影響了他們在工作場合的相關行為。 原標題為《Does a healthy lifestyle matter? A daily diary study of unhealthy eating at home and behavioral outcomes...

在紅鮑（red abalone）其他軟體動物中發現的珍珠母（nacre）具備非常強的斷裂性。而這也是研究人員對這種天然材料感興趣的一個重要原因，來自 UW–Madison 的科學團隊希望找到在不傷害珍珠母情況下測量厚度的方法。 大多數人都是從紐扣、珠寶、樂器鑲嵌和其他裝飾品中認識珍珠母貝的，它是一種彩虹色的生物礦物，也被稱為珍珠母貝。在過去幾十年來，科學家欣賞和贊嘆珍珠母的原因不僅是因為它的美麗和光學特性，更因為特殊的韌性。 已經研究珍珠母有十多年、來自威斯康星大學麥迪遜分校物理學教授 Pupa Gilbert 表示：「它是研究最多的天然生物礦物之一。它可能看起來只是一種有光澤的裝飾材料。但它的抗斷裂能力可以比霰石（Aragonite，它的原料）高出3000倍。它引起了材料科學家的興趣，因為讓材料比其部分之和更好，是極具吸引力的」。 現在科學家發現了一種全新的、無損的光學技術--高光譜干涉斷層掃描（hyperspectral interference tomography），相關論文已經發表在《美國國家科學院院刊》期刊上。這項發現由Gilbert、威斯康星大學麥迪遜分校電氣工程教授 Mikhail Kats 和她的學生共同完成的。 在深入了解之後，Gilbert 已經摸清了珍珠母是如何形成、排序、抵抗斷裂的，以及它的分層結構是如何記錄其形成的溫度的。珍珠母的這種分層結構能反射光線，並根據層厚產生不同的顏色。這使得人們有興趣找到一種評估納克層厚度的方法，而這種方法不需要破壞沉積在其中的軟體動物外殼。 為了幫助解決這個挑選，Gilbert 求助於 Kats 和研究生 Jad Salman，他們是光學現象領域的專家。Salman 表示：「如果你想探測這種具有彎曲地形的貝殼，用傳統的光譜儀是很難得到好的光譜的」。該團隊轉而採用一種較新的技術--高光譜攝影，對貝殼的整個光譜進行成像。 圖片中 Mikhail Kats（左）和Jad Salman（右） Salman 表示：「這是一個成像光譜儀，圖像中的每個像素都給出了一個完整的光譜。當我們在我們的設置中使用相機時，我們可以輕松地在貝殼的大而不均勻的表面上提取可靠的光譜數據」。 除了紅鮑之外，該團隊還對來自新西蘭的彩虹鮑（rainbow abalone）進行了成像。隨後，Salman...

過去認為，腫瘤細胞以高速率消耗葡萄糖進行代謝，但美國范德堡大學研究人員7日發表在《自然》雜誌上的一項新發現表明，腫瘤細胞本身並不是罪魁禍首，相反，被稱為巨噬細胞的免疫細胞(非腫瘤細胞)具有較高的葡萄糖攝取水平。 新發現顛覆癌症新陳代謝百年模型 腫瘤細胞攝取葡萄糖水平並非最高 資料圖 腫瘤微環境中的不同細胞根據其新陳代謝程序使用不同的營養物質，這一發現顛覆了過去百年來的癌症新陳代謝模型，有助開發新的治療方法和腫瘤成像技術。 通常的正電子發射斷層掃描(PET)使用葡萄糖的放射性示蹤劑(FDG)，根據癌細胞的葡萄糖代謝來「點亮」癌細胞。而此次，研究小組使用了兩種不同的PET示蹤劑，一種跟蹤葡萄糖，另一種跟蹤營養物質穀氨酰胺，來觀測6種不同的腫瘤模型，包括結直腸癌、腎癌和乳腺癌等。在其中每一種癌症中，均發現髓系免疫細胞(主要是巨噬細胞)對葡萄糖的攝取量最高，其次是T細胞和腫瘤細胞。而腫瘤細胞對穀氨酰胺的攝取量最高。他們認為，這是一種普遍現象，適用於各種癌症類型。 研究人員還發現，葡萄糖和穀氨酰胺攝取的差異並非由限制營養物質造成，而是由特定的細胞信號通路造成的。這與此前的流行觀點形成對比，即在腫瘤微環境中，癌細胞進行新陳代謝競爭「贏得」營養物質，並抑制免疫細胞生長。 「人們一直認為癌細胞吞噬了所有的葡萄糖，免疫細胞因此無法獲得足夠的葡萄糖而不能完成工作。」研究人員之一馬修·馬登說，「我們的數據表明，營養物質並不是限制條件的。細胞可消耗某些營養素，而且營養素在細胞之間有分配：腫瘤細胞攝取穀氨酰胺和脂肪酸；免疫細胞攝取葡萄糖。」 研究人員表示，了解腫瘤微環境中細胞如何使用不同的營養物質，有望促進專門針對特定類型腫瘤細胞的新療法或成像方式的研究。 總編輯圈點 如果說癌細胞有什麼最愛「口糧」，那葡萄糖絕對可以列入名單。因此也有說法稱，當人體內有了惡性腫瘤，腫瘤細胞就會在其山吃海喝時「進補」得最快，也長得最快。不過，腫瘤細胞對葡萄糖的喜愛，也給了人們一個切斷葡萄糖來反擊腫瘤的機會，跟蹤並了解葡萄糖在癌症模型中的機制，很可能就意味着這場「反擊戰」成功與否。現在科學家了解到，巨噬細胞對葡萄糖的喜愛程度居然比腫瘤細胞更高，這無疑對下一步癌症治療方向起到重要指導作用。 來源：cnBeta

據外媒報道，NASA「毅力號」一直在火星上忙着給自己拍照，現在它讓大家得以看到一個完整的畫面。當地時間周三，NASA發布了一張全身自拍，其展示了探測器及其火星伴侶--Ingenuity直升機。這張照片突出了火星車和這架精巧的小型實驗直升機。 於二月中旬着陸的這輛探測器現在看起來仍非常干淨，而這架直升機准備在周日之前進行首次試飛。 據了解 ，該探測器使用安裝在機械臂上的Watson相機拍攝了62張自拍照片。而這場拍照馬拉松則是在4月6日開始的。 「毅力號」團隊在Twitter上發布了一張稍微不同的動圖，其顯示了探測車的「頭」從Ingenuity轉向相機並看着後者。 上周末，「毅力號」將這架獨創的直升機降落在地面上並將觀看它在另一顆星球的勇敢嘗試--第一次有動力、有控制的飛行。屆時，NASA希望接收到這架旋翼飛機的飛行圖像和工程數據。 現在這張自拍算是對兩台在火星上展開開創性工作的機器的恰如其分的致敬。 來源：cnBeta

人們過去一度認為，銀河系是宇宙中唯一的星系。但亨麗愛塔·勒維特僅僅通過一條簡單的定律，就徹底改變了這種錯誤認知。在這一過程中，她甚至連一台望遠鏡都沒用到。一個世紀以前，宇宙似乎比如今要小得多。當時許多天文學家都相信，我們所在的銀河系便是整個宇宙。 來源：BBC 撰文：Leila McNeill 翻譯：葉子 但在1923年，天文學家埃德溫·哈勃在加州威爾遜山天文台將望遠鏡對准了遙遠夜空中一個模糊而明亮的螺旋形天體——仙女座星雲時，這種看法從此便被徹底推倒了。 勒維特在研究中不曾用過一台望遠鏡。相反，她只用了一枚放大鏡，而且對準的並不是天空，而是一片鑲嵌在木框中的纖薄的玻璃。玻璃的一面塗有感光劑，白色的表面上可以隱約看出無數黑色的斑斑點點，這便是裸眼觀察到的夜空的反轉片。勒維特就是通過這種方法感知宇宙的。 勒維特是19世紀末到20世紀初之間在哈佛大學天文台工作的眾多「人形計算機」之一。這支團隊全部由女性構成，她們總共發現了數十顆新星、星雲與小行星，以及成千上萬顆「變星」（亮度會發生周期性變化的恆星）。勒維特本人就發現了超過2000顆變星，被稱作「變星狂魔」。而在搜尋恆星的過程中，她還獲得了一項更重要的回報：她找到了太空中距離的測量方法——周光關系。 船尾座RS是銀河系中最亮的造父變星之一，由哈勃空間望遠鏡拍攝 利用周光關系，天文學家得以對星際尺度上的距離開展測量，哈勃也獲得了觀察宇宙更深處所需的公式。「她的發現徹底改變了我們對宇宙的認知。」芝加哥大學天文學家與天體物理學家溫迪·弗里德曼指出。 勒維特在大四那年對天文學產生興趣後，於1895年成為了哈佛大學天文台的一名「學徒」，那年她27歲。據歷史學家瑪格麗特·羅西特指出，當時有越來越多的女性像勒維特一樣獲得了較高的學歷。然而，她們中的大多數仍然被排除在大學教職與領導層之外。但天文學系非常喜歡接收這些女性，讓她們來支持自己的「重大科學項目」，因為這些項目需要用到大量廉價勞動力。 勒維特當時為哈佛天文台主任愛德華·皮克林所雇。彼時皮克林正在主持開展一項長達數十年的項目：拍攝夜空照片，然後對恆星光譜進行分類。 根據19世紀的性別角色論，女性是從事這種分類工作的理想人物，因為她們既耐心又細心。而男性則被認為更適合擔任領導角色，以及從事觀察和理論分析等需要智力的工作。 像勒維特這樣的崗位一般收入和地位都很低，幾乎沒有晉升空間。在這樣的崗位上，女性可以充分發揮自己的「女性特色」技能，並且無論是從聲望還是薪酬上，都不會對男性同事造成威脅。 皮克林在聘用女性時，心里的確是這麼想的。他在1898年的哈佛天文台年報中寫道：「為使效率最大化，優秀的觀察員永遠不該把時間浪費在可以由薪水低得多的助手完成的工作上。」他付給這些計算員的時薪為25美分，相當於每年1500美元，而當時天文台的男性員工年薪最低也有2500美元。 除了在勒維特次年加入哈佛天文台的安妮·坎農之外，計算員們是不允許使用望遠鏡的，只有男性才能調整這些設備、拍攝恆星照片。拍攝完成後，這些感光玻璃片再被送到天文台東側二層的「計算間」，進行下一步分析和計算。 在這個房間里，女性計算員們日復一日地俯身在這些玻璃片前，對恆星光譜進行分類，測算它們的亮度，然後將計算結果歸納匯總。這項工作繁重無比，又枯燥乏味。 勒維特入職後分到的任務是，僅用感光玻璃片確定北極區域變星的星等（即恆星亮度）。這些恆星的光芒之所以會波動，原因之一是因為它們會發生脈動，即規律性地壓縮和釋放氣體。為判斷某顆恆星是否屬於變星，勒維特需要將同一片星空的兩張玻璃片重疊在一起，其中一張為負片（背景為白色，恆星為黑色），另一張為正片。普通恆星會在重疊後相互抵消，只有亮度會變化的恆星會顯露出來。勒維特當時尚不知情，但在恆星的變化規律及整體星等中，其實隱藏着能夠幫助我們測出其到地球距離的奧秘。 通過恆星與恆星之間、感光片與感光片之間的比較，勒維特會對恆星亮度做出判斷，將其與其它已知恆星的星等進行對比，然後把結果記錄下來，再一次又一次地重復這一過程，勒維特在哈佛天文台的日子就是這樣度過的。 一年後，勒維特離開了哈佛天文台、前往歐洲旅行。歸來後，她在家鄉附近的威斯康辛伯洛伊特學院謀到了一份藝術助教的職位。但最終，她還是被恆星召喚回到了天文學領域。 勒維特沒有留下任何日記，信件也以公事為主，很少透露個人細節。不過，她顯然在天文台的工作中投入了大量心力。據一名天文學家描述，她「對工作的着迷程度堪稱罕見」。在離開天文台六年後，她向皮克林表達了自己是多麼熱愛和懷念之前的工作。她在1902年5月13日的一封信中寫道：「假如這些我懷着無比的喜悅、開展到了一定程度的工作最終沒能完成，我簡直無法描述自己有多麼遺憾。」 勒維特十分盼望能重回天文學領域，並詢問皮克林能否讓她回到天文台就職、或在學校擔任一名天文學教師。不過，她從事教職的希望並不大，因為她的聽力正在逐年變差。醫生也不允許她在寒冷的夜間觀察星空，因為醫生認為寒冷會加劇耳聾。皮克林對這種「天文學會影響聽力」的看法感到迷惑，但又沒有位於溫暖地區的天文台願意接收勒維特，因此皮克林給她開了30美分的時薪，讓她重回哈佛天文台。勒維特接受了這份工作，於1903年重新成為了哈佛天文台的全職計算員。 銀河系中心造父變星（紅點）的圖解 她又重新拾起了自己在變星方面的工作。皮克林對搜尋星雲區域中的變星很感興趣，並於1903年獲得了卡內基研究所提供的一筆資金。但到了1904年，卡內基研究所停止了這筆資助。哈佛天文台的高級計算員威廉敏娜·弗萊明不得不遣散所有計算員，只留下了勒維特一人。勒維特只得獨自接管了這項工作，而她的第一項任務便是獵戶座大星雲。 這片小麥哲倫雲的感光玻璃片上留有勒維特的筆記 她翻看了過去十年來針對獵戶座大星雲拍攝的感光片，在其中發現了77顆新變星。接下來，她又將目光轉向了射手座星雲和小麥哲倫雲。1905年夏天，《科學美國人》在一篇報道中介紹道，「勒維特小姐」自1904年2月開始獨立開展星雲研究工作起，已經發現了1300顆新的變星。 這張勒維特的照片攝於1910年前後 整個1908年，勒維特一直小麥哲倫雲與大麥哲倫雲中搜尋變星。（當時天文學家們還不知道二者都是圍繞銀河系轉動的小型矮星系。）她在其中一共發現了1777顆新變星，並計算出了它們的最小與最大亮度。 就在這時，她發現了一個獨特的規律。在給16顆新變星分類後，她注意到恆星亮度越高，完成一次亮度變化周期的時間就越長。 盡管這一觀測結果對後世造成了深遠影響，但勒維特當時並沒在這上面琢磨太久，也沒去細想它的意義。她把表格上交之後，就因病休假了一年。她在報告中對這一發現的描述也只有寥寥數語：「值得注意的是……越亮的變星周期越長。」 勒維特病癒後，在天文台的工作任務也有所變動。但在這段時間里，她仍對麥哲倫雲中的變星念念不忘。在發表首次報告的三年後，她又重新將目光對准了小麥哲倫雲。 盡管勒維特並不知道感光片上的恆星到地球的確切距離，但她知道，這些恆星都是小麥哲倫雲的一部分，因此都差不多一樣遙遠。她據此做出了一項十分重要的推論：恆星的視星等變化與距離沒有關系，亮度更高的恆星並非因為距地球更近才顯得更加明亮，而是因為它們本來就亮。為驗證這一猜測，她又將另外八顆恆星的完整變化周期繪製成圖表，得出的結論依然與三年前相同：恆星越亮，周期越長。 大麥哲倫雲 這一次，她的報告得到了皮克林的注意。幾個月後，他於1912年3月3日發表了勒維特關於亮度與周期之間「驚人聯系」的觀測結果。這種聯系就此變成了一條「定律」，名叫「周光關系」。 膨脹的宇宙 從遺留下來的記錄來看，勒維特並未針對這條定律發表過任何理論。但許多人代她完成了這項工作。天文學家逐漸意識到，有了這條定律，他們就可以測量出遙遠的恆星到地球的距離了。 當時，天文學家的測距能力存在上限。假如所有恆星都完全相同，他們就可以通過觀測到的恆星亮度算出與地球之間的距離。但恆星的實際光度存在差別。對於離地球較近的恆星，他們可以採用「恆星視差法」等技術，通過比較恆星的相對運動來測算距離。但在一定距離之外，這種方法就派不上用場了。 勒維特發現的這些變星（名為「造父變星」）可以通過光變周期推算出它們的真實光度，不受地球上觀測到的亮度影響。因此，假如某個遙遠星系中含有一顆造父變星，天文學家便可以此作為「標準燭光」（即天文學中已知光度的天體），據此計算出該星繫到地球的距離。 這種計算方法名叫「宇宙距離階梯」，需要分幾步進行。首先，天文學家要找到一顆距地球足夠近、可以使用恆星視差法的標準燭光天體，計算出它到地球的距離及亮度。接下來，假如更遠處的標準燭光天體擁有與前者相同的光度變化規律，天文學家便可據此推算出它到地球的距離。 在勒維特發表該定律的十年後，哈勃將望遠鏡對准了仙女座星系。在朦朧的雲霧之中，他看見了一根「蠟燭」，閃爍着明亮的光芒。發現這顆造父變星之後，他利用勒維特定律，成功計算出了仙女座到地球的距離，以此證明了仙女座位於銀河系之外、且距離銀河系相當遙遠。不久之後，他又用同樣的方法測算出了23個星繫到地球的距離，其中有些距地球足有2000萬光年之遙。在勒維特定律的基礎之上，哈勃還於1929年發現，宇宙正在不斷膨脹。 「一百多年來，勒維特定律已經成為了我們測量星系距離的基礎。」弗里德曼表示，「在此之前，我們對夜空的認知一直是二維的。而勒維特定律使這幅二維圖像首次變成了三維圖像。我們從此可以真正測出第三個維度，即恆星到地球的距離有多遠。」 弗里德曼在工作中也高度依賴勒維特的造父變星。在哈勃空間望遠鏡於1990年發射之前，天文學家雖然已經知道宇宙在不斷擴張，但並不知道宇宙的確切大小或年齡。對此，勒維特的研究又一次提供了解決方案。弗里德曼之前帶領的一個項目就利用了哈勃空間望遠鏡和造父變星進行測量，使得精確率大幅度提高。 有了精確測量變星距離的能力，弗里德曼的團隊成功終結了數十年來針對宇宙年齡的討論。「我們發現，宇宙年齡為137億年。」 勒維特還沒來得及了解自己的發現對天文學的重要性，就早早過世了 勒維特定律的優雅之處在於它的簡潔——星等越亮，周期越長。該定律徹底改變了天文學家觀察宇宙的方式。不幸的是，勒維特還沒來得及了解自己發現的重要性，就早早死於胃癌。「她於1921年逝世，而哈勃於1923年發現了仙女座中的造父變星，又在1929年發現了宇宙的擴張。這着實令人難過。」弗里德曼表示，「她從來不知道自己的工作有着多麼重大的意義。」 雖然勒維特在世時沒能見證自己對天文學做出的改變，但後人從未忘記過她。天文學家塞西莉亞·佩恩-加波施金曾於1923年使用過勒維特的辦公桌。她是這樣評價這位素未謀面的女性的：「我認為她是（哈佛）所有女性中最卓越的一位。」 在不斷擴張的宇宙中，勒維特的「標準燭光」的光芒仍在不斷照亮天文學家前進的路途。為表示對她的尊敬，弗里德曼等眾多天文學界人士於2008年發起投票，將此前使用的「周光關系」一詞更名為「勒維特定律」。 來源：cnBeta

據外媒報道，美國能源部費米國家加速器實驗公布了μ介子g-2實驗的第一批結果，暗示了 「尚未發現的粒子或力量」。這項工作的核心是確認被稱為μ介子的粒子並不像科學家所期望的那樣基於粒子物理學的標準模型。該實驗室指出，這種偏差「可能暗示着令人興奮的新物理學」。 費米實驗室指出，μ介子能夠使用其粒子加速器產生大量的這些粒子--而且，該實驗室在其公告中解釋說，它能夠以令人難以置信的精度計算出μ子的g因子數。 利用粒子物理學的標準模型，科學家們能夠預測g-因子，假設沒有任何其他粒子或力量沒有考慮到。這就是里程碑式的發現，μ介子g-2實驗的模擬經理Renee Fatemi解釋道： 我們測量的這個量反映了μ介子與宇宙中其他一切物質的相互作用。但是當理論家們用標準模型中所有已知的力和粒子來計算相同的量時，我們得到的答案並不一樣。這有力地證明了μ介子對我們最佳理論中沒有的東西很敏感。 然而，根據Fermilab的說法，這個結果並不完全符合科學家宣布發現的標準，由統計學上的僥幸造成的幾率只有四萬分之一左右。 該發現是2018年啟動的四年工作的結果；來自世界各地的200多名科學家參與了實驗。Fermilab表示，目前，專家們正在分析第二次和第三次實驗運行的數據，而第四次運行正在進行中。 來源：cnBeta

據自然科研旗下《科學報告》雜誌近期發表的一項古生物學研究，新發掘的一隻甲龍的骨骼遺骸顯示，甲龍科恐龍可能曾掌握了挖土的本領。這個恐龍標本名為MPC-D 100/1359，或能增進我們對晚白堊紀（8400萬—7200萬年前）動物行為的理解。 人們已知甲龍是生活在白堊紀的一類有盔甲的大型食草動物，而多種多樣的甲龍們組合成了恐龍大家族中一支獨特的類群。甲龍類在恐龍歷史舞台上較晚才出現，在白堊紀的末期，其最突出的特徵就是「裝甲」——身體上部覆蓋着厚厚的鱗片，大多數背上有兩排刺、頭頂有一對角，以及像高爾夫球棒一樣的尾巴。甲龍類四條腿和脖子都比較短，腦袋則是寬寬的。 此次，韓國首爾大學研究團隊從上世紀70年代在蒙古南戈壁沙漠發現的「Baruungoyot」組一個地層中，發掘到了骨骼殘骸並標號為MPC-D 100/1359。研究團隊分析認為，MPC-D 100/1359的多個解剖學特徵顯示，這或許是一隻甲龍，且它曾適應了挖土——這只甲龍的前足骨骼呈淺弧形排列，這是能用來挖掘松軟土的證明。 而與其它恐龍相比，這只甲龍有多個椎骨，後足骨骼數量更少，這些特徵或能在MPC-D 100/1359挖土或擺動尾巴時幫助其固定身體。此外，MPC-D 100/1359的體型屬於中間寬、前後窄，這或許使它的身體在挖土時能保持筆直。 研究團隊推測，MPC-D 100/1359可能曾通過挖土來獲取可食用的水、礦物或根系，甚至可能蜷縮在一些淺坑中保護自己柔軟的身體下部不受捕食者的攻擊。由於其中一部分特點，在其他甲龍中也報道過相似的解剖學特徵，因此以上發現說明，挖土的能力可能在其它甲龍科恐龍中也很常見。 來源：cnBeta

包括加州大學戴維斯分校化學家在內的一個國際研究小組發現了一種天然的亮藍色色素。這種從紫甘藍中獲得的新型青藍色，可以替代合成的藍色食用色素，如廣泛使用的FD&C Blue No.1。這項研究成果於4月7日發表在《科學進展》上。 「藍色在自然界中真的相當罕見--很多都是真正的紅色和紫色，」加州大學戴維斯分校化學系、食品與健康創新研究所的研究生Pamela Denish表示，此外該校的Justin Siegel教授也參與了研究。 Siegel表示，擁有正確的藍色對於混合其他顏色（如綠色）也很重要。如果藍色不對，混合時就會產生渾濁的褐色。 紫甘藍提取物被廣泛用作天然食物着色劑的來源，特別是紅色和紫色。這些染料被稱為花青素。大約十年來，由火星高級研究所和火星箭牌科技公司的科學家領導的團隊，與加州大學戴維斯分校食品與健康創新研究所、俄亥俄州立大學、日本名古屋大學、法國阿維尼翁大學和意大利里雅斯特國際高等研究院合作，一直致力於從紫甘藍中分離出一種藍色花青素。但天然的藍色色素只以極少量存在。 Denish、研究生Kathryn Guggenheim和Mary Riley以及Siegel想出了一種方法來將紫甘藍中的其他花青素轉化為藍色化合物。他們在數百萬個酶的公共庫中篩選出可能完成這項工作的候選酶，並在實驗室中測試了一小部分。基於這些結果，他們使用計算方法搜索了大量潛在的蛋白質序列--10個到20個，比宇宙中的恆星數量還要多--來設計一種能夠高效完成轉化的酶。 "我們利用這些工具在宇宙中搜索我們感興趣的酶，"Siegel說。有了這種酶，他們就能將紫甘藍菜提取物中的一小部分花青素藍色轉化為初級產品，從而使研究所的研究人員和其他合作者能夠充分描述新的藍色着色劑的特徵。 Siegel和Denish成立了一家初創公司PeakB，以開發該技術的商業應用。Siegel稱，酶轉化在食品生產中應用非常廣泛，例如在製作奶酪時。 來源：cnBeta