自然

  记者24日从中国科技大学获悉,中美印科学家合作烹制了宇宙大爆炸“夸克汤”,从而在世界上首次确定从普通物质到夸克物质的相变温度。6月24日出版的《科学》杂志以“量子色动力学相图的标度”为题,发表这一研究成果。

  据悉,中美印科学家联合研究确定了从强子物质(即普通物质)到夸克胶子等离子体的相变(即状态转变)温度约为175百万电子伏特,相当于2万亿摄氏度。中方研究人员罗晓峰介绍说,宇宙初生时,亿万物质是一锅由自由的夸克和胶子组成的浓稠的“汤”,俗称“夸克汤”,即夸克胶子等离子体。寻找夸克胶子等离子体存在的证据并研究其基本性质,对研究早期宇宙具有重要意义。

  他说,在通常情况下,夸克和胶子被强相互作用力禁闭在强子中。通过对普通原子核“加热”,有可能使强子“融化”而形成夸克胶子等离子体。2000年以来,科学家们利用美国布鲁克海汶国家实验室中的相对论重离子对撞机(RHIC)进行实验研究,发现了一些夸克胶子等离子体形成的证据。但是从强子物质到夸克胶子等离子体的相变温度尚不清楚。

  日前,RHIC对撞机将两束金原子核加速到接近光速,使其发生碰撞,形成高能量密度和高温的夸克胶子等离子体,冷却后产生大量粒子。中美印科学家组成合作小组,研究分析对撞机上STAR探测器采集到的大量实验数据,在世界上首次把测量到的净质子数分布的特征,与格点量子色动力学的计算结果进行比较,从实验上直接确定了重子数密度为零的情况下从强子物质到夸克胶子等离子体的相变温度。(吴兰)

发表在栏目: 自然

  科学网(kexue.com)讯 北京时间6月25日消息,世界各地的鸟类爱好者们大都对这些拥有着五颜六色羽毛的动物十分着迷,但根据最近的研究发现,这些鸟儿们其实可能并不会在意自己的色彩如何。

  据国外媒体报道,科学家们认为,鸟儿们之所以不会特别重视自己羽毛的颜色,是因为它们完全无法解释颜色的概念——尽管有观点认为,鸟类对于紫外线色调的感知要超过人类的大脑。研究者认为鸟类眼中的世界同人类是不一样的,“色彩空间”对他们的意义并不包括自己身上羽毛的图案是如何的。


鸟儿们可能并不会在意自己的色彩如何

  该项目的首席研究员玛丽-卡斯维尔-斯托达(Mary Caswell Stoddard)表示,鸟类是地球上最丰富多彩的生物体之一,对于人类的研究鸟类似乎拥有几乎可以想象到的所有色彩,但鸟儿们看到的世界与我们是截然不同的。该项研究的结果已发表在《行为生态学》期刊(the journal Behavioural Ecology)中。

  玛丽和在美国工作的剑桥科学家同事们研究了诸多鸟类的颜色和它们眼中其它鸟类的状况,他们发现大部分鸟类的羽毛在其它鸟儿眼中,就像打印出的报纸一般只是一种色彩子集。需要思考的是为什么羽毛的颜色只限于这一个子集,而其它外色域的颜色则不在其中,这或许是对它们不利的。

  但这不意味着鸟类的颜色不会最终演变扩大出新的颜色。研究报告的合著者,耶鲁大学的理查德-普鲁姆(Richard Prum)博士表示,新颜色的形成演化和创新能使鸟类的色彩空间踏入新领域,人类的服装在紫红色苯胺染料发明前也是比较单调的,但化学发明让衣服的颜色变得更加多样化。

  (科学网-kexue.com 大平)

  声明:科学网(kexue.com)独家稿件,版权所有,转载请注明出处。

发表在栏目: 自然


金星上失控的温室效应


金星快车紫外相机拍摄的金星南半球图像


金星紫外波段下的云层高度图像

  金星是太阳系中第二个用罗马女神名字命名的行星,赋予一种美好且神秘的感觉。但是金星表面温度达到华氏900度,这使得金星成为太阳系中表面温度最高的行星。更糟糕的是,金星大气被高浓度二氧化碳所笼罩,气压是地球大气压的92倍,而在完全窒息的云层下,则是一片硫酸的世界。这一切现状的罪魁祸首则是失控的温室效应。

  从以上信息中可以对金星有个初步的印象,也可以明白对这样一个行星的探测任务是异常艰巨的,就像木星强大的辐射足以使探测器失控。探测金星的任务应该从点点滴滴开始,科学家估计,探测这颗天空中亮度仅次于太阳和月亮的天体,其中所蕴藏的奥秘,将对地球的未来产生深远的影响。

  金星有时候被称为是地球的另一个“邪恶的双胞胎”。地狱般的金星在大小、结构以及轨道位置都与地球相似,而科学家推测金星的历史,在数十亿年前可能与地球一样,也存在液态水构成的海洋,特别是具有典型的气候特征。而金星的轨道位置就决定了如果演化出适合生命的气候条件,也不可能存在太久。金星比地球更加靠近太阳,轨道距离近了大约三分之一,日照量是地球的两倍,在这个背景下,失控的温室效应接管了整个星球,温度升高直接导致了全球性的地表水蒸发,而蒸发出来的水蒸气能将热量富集住,这进一步加剧了气候的表暖,连锁性质的蒸发变暖成了一个死循环,直到蒸干任何水分。

  根据欧洲空间局金星快车任务的科学家David Grinspoon叙述:自2006年该探测器进入金星轨道之后,主要目的就是弄清楚金星是在何时以及为什么会变成现在的超级大火炉,虽然轨道因素也不容忽视,但是其自身的内因正是科学家要弄清楚的,模拟金星的气候变化,就是要避免地球重蹈覆辙。

  金星的自转比地球要慢得多,金星上的一天相当于地球上的243天,而金星的一年只有224天,这就是说,金星的一天比一年还要长。虽然自转的速度很慢,但其表面的风速达到每小时360公里。这就使得金星上的风力效应将对自转构成影响,如果将金星上的超级气旋放在地球上,风速见达到惊人的每小时9650公里。从太阳的北极点上看,太阳系中的大多数行星轨道都是逆时针旋转,而自转的方向也都基本相同,但是金星却不是这样,其旋转方向与其他行星相反(只有天王星也是),也就是说,金星上的太阳是从西边出来的。

  科学家推测造成这个情况的可能原因是,在太阳系形成的早期,金星是顺时针旋转,早期的太阳系安全环境很差,巨大的系外天体以及太阳系内轨道杂乱的天体与金星发生碰撞,由于金星距离地球轨道很近,撕扯下来的大块物质击中地球,地球上被剥离的物质逐渐形成了月球。当然,这种说法仅仅是一种假说,但是可以肯定的是,金星与众不同的旋转方式肯定受到某种外力的作用,就像天王星自转轴极有可能被某个巨大的天体撞击过,倾斜了近98°。

  此外,金星上的闪电仍然是个悬而未决的问题,根据金星快车探测器传回的图像显示,云层中出现的闪电是一种较为典型的闪电结构,但是在地球上,闪电的形成与云层中冰晶体有很大关系,而在金星的大气中基本不存在这种成分,因此,金星上的闪电是如何形成的,还是个未解之谜。

  然而,在这样的极端条件下是否存在生命呢,这是一个所有人都关注的问题。金星快车任务的科学家认为,虽然金星地表温度极高,但是在金星约30英里的云层中可能存在微生物,云层中的温度和压力与地球相类似,而且云中的具有适合的日照条件,这就可能为微生物提供最低端的生存环境。虽然金星地表不仅温度高,而且遍布硫酸,但通过对地球上极端气候以及恶劣环境的考察结果,同样有微生物可以生存。(Everett)

发表在栏目: 自然

利用巨大的反光卫星把阳光反射到太空里的方法,是科学家正在考虑的用来抵抗气候变化的众多方法之一。
 
北京时间6月20日消息,利用巨大的镜子把阳光反射回太空是目前科学家正在考虑的众多用来抵御气候变化的方法之一。联合国科研组织外泄的文件显示,这些正在考虑用于地球工程学的方法,将于下周在秘鲁举行的会议上进行讨论。
这些文件还详细介绍了其他一些方法,例如生产颜色更浅的农作物和把铁屑投入到世界各地的海洋里。科学家非常关注这些提议(总共大约有60项),其他方法包括:把海水喷洒到云团里,用来反射阳光,以及把街道和屋顶油漆成白色。不过这些科学家也有忧虑,他们担心即使他们的方案产生作用了,但是由于科技存在不确定因素,它们可能会对周围环境造成无法挽回的破坏。该报告还详述了联合国和发达国家在会议前达成一致意见的努力有多么“令人失望”。
将在秘鲁举行的此次会议,有望为政府提供地球工程学科学评估。不过最终的结果可能是,支持资助更多研究和试验的提议。英国目前已经完成一些耗资数百万英镑的项目。在其中一个项目中,布里斯托尔大学研制了一种“软管”装置,可以利用热气球把它送上高空,用来往大气层里喷洒硫酸盐。皇家学会也在努力为该话题制定指导方针。然而,目前已经有超过125个世界各地的环保团体向联合国政府间气候变化专门委员会主席抱怨。他们在一封寄给拉金德拉·帕乔里的信里说,利用地球工程学的问题不适合由他们来考虑。
 
更多阅读
 
发表在栏目: 科学

这张南极大陆东部冰盖下的地形图上显示出几处大型的峡湾地貌,这是大约3400万年前至1400万年前这一地区大规模冰川进退留下的遗迹。

参与这一项目的科学家们希望他们的这一成果将有助于对南极冰盖对未来全球海平面的影响进行预测。
北京时间6月19日消息,一个美英科学家小组近期使用雷达技术成功获取了地球上最后一块空白区的地图。
来自英国爱丁堡大学的科学家和他们来自美国德州大学的同事们一起,使用这种技术制作出了南极奥罗拉冰下盆地(Aurora Subglacial basin)的地形图。
奥罗拉冰下盆地是位于南极洲东部一块巨大的低地,整个区域都被巨厚的冰雪层掩埋,其面积甚至超过了美国德克萨斯州。
这次获得的地形图上可以分辨出一些峡湾地貌,这些峡湾的规模是地球上已知最大的类别,这样的信息将有助于人们理解南极冰封的历史。
同时他们也辨认出一些巨大的冰川切割山脉的遗迹。这些都标示出不同历史年代冰川的边界位置,有些不同时代边界之间相距达数百公里之遥。
科学小组希望他们的这份地图将有助于在计算机模型计算中揭示南极冰盖演化的历史对全球海平面升降产生的影响。
先前的研究已经显示,在大约3400万至1400万年前,南极大陆东部的冰盖曾经经历大规模的生长和消融,这样反复的后果便是全球海平面跟着出现了超过200英尺(约合61米)的升降。自那以后,冰盖的情况开始稳定,而海平面的升降幅度也再也没有超过50英尺(约合15.2米)。
但现在,科学家们注意到这一地区的岩石表面已经低于海平面,这样势必会发生海水的渗入,从而导致其部分融化崩塌。
从太空进行的卫星观察似乎证实了这种猜测,它们观测到在冰盖边缘已经开始出现冰川消融的情况,这加深了科学界对这一问题的忧虑。但是尽管科学家们对此表示了担忧,但他们同时也指出这样的崩塌消融不太可能会在近100年内发生。
不过他们也同时警告称,对于巨型冰盖而言,哪怕是最细小的变化都有可能对全球的海平面高度造成巨大的影响。
“对于这巨大的冰盖层之下过去发生了什么,未来还将发生什么,我们几乎一无所知,而现在我们揭开了它神秘的面纱,让它展现在我们面前,”杜坎·杨(Duncan Young)说。他是德州大学奥斯丁分校地球物理学院的研究科学家,同时也是这一研究的第一作者。有关这一成果的论文已经发表在了最近一期的《自然》杂志。
他说:“我们观察到地球在远比今天温暖的地质年代冰川分布的情况是如何的。我们看到在那个时代地球上冰川的消融是剧烈的,存在大规模的表面融化现象。但最近,冰川的消融情况已经稳定的多。”
这项研究是“冰帽”(ICECAP)计划,即“南极板块中部低温层演化研究计划”的组成部分。这一大型研究计划由美国的克萨斯大学奥斯丁分校地球物理学院,英国爱丁堡大学和澳大利亚南极研究所共同实施。(来源:新浪科技 晨风)
更多阅读
 
 
发表在栏目: 科学

  诱导多能干细胞技术(iPS)是当今生物科学中最有前途的前沿项目之一,全球许多科学家都在争分夺秒地对其进行研发。

  昨天,中科院广州生物院向新闻界宣布:该院以外籍科学家米格尔博士领导的研究小组在这方面的研究取得重大进展。他们将尿液中的肾管状细胞成功地诱导为多能干细胞,其表现出很好的分化能力。本月初,这一研究成果的论文由美国肾脏学会杂志在线发表,有关的方法也已经在中国和欧洲申请发明专利。

  尿液是理想的诱导来源

  人们知道,从胚胎中提取的干细胞,被称为全能性细胞,可转化成人体的其它细胞,将来用于人体器官的再造,从而能够在医疗等方面广泛应用,但长期以来引起不少人类伦理的争论。而从2006年起出现了诱导多能干细胞(iPS)技术,即从身体其它部位提取纤维细胞,逆转为类似胚胎干细胞的诱导多能干细胞。这不仅令多能干细胞的来源扩大了,并且不涉及人类伦理问题。

  中科院广州生物院从一成立,就以诱导多能干细胞作为主要攻关方向,是继日本和美国之后全球第三个建立这个研究体系的实验室,在国际干细胞领域具有重要影响。其中,该院聘请了一位西班牙籍科学家米格尔博士就是其中的一位佼佼者,成为973国家重点科研项目的第一位外籍首席科学家。而从不同组织来源诱导多能干细胞,就是该项目的一个部分。

  他向我们介绍说:课题组经过一年多研究,曾经做过从上皮、乳腺的细胞进行诱导多能干细胞的实验,最后发现尿液的最为理想。他们随机挑选的5名女性和7名男性的尿液,分离出尿细胞中肾的管状细胞。科学家们用这种细胞培养基经过培养之后,用逆转录病毒感染的方法将四种外源因子导入其中。在16-25天内,胚胎干细胞样的克隆就出现了,效率为0.1%-4%(这样的效率在同行中算是非常高的)。这些克隆经过继续培养,获得稳定的诱导多功能干细胞。

  获取手段快捷方便

  那么,这一发现相比其它来源有什么好处,又有什么更大的用处呢?

  米格尔说,皮肤细胞的获取会给提供者带来手术的痛苦,而且由于皮肤受到紫外线等外界因素影响,容易发生某些突变。而利用尿液进行诱导具有取样便捷、应用范围广、可避免其它方法产生诸多问题。他说:“提供者只需要上次厕所而已,够简便了吧?”

  课题组还将这些干细胞分化成神经元、心肌、肝脏等不同细胞类型,证明其具有生理功能。如所分化出的心肌细胞有生理功能,在仪器上显示出波浪线的轨迹。这些进展,为将来多能干细胞重建身体组织打通一些环节。

  他们还将进一步进行实验,利用诱导多能干细胞的体外培养,来建立一些模型,以了解提供者的病症以及对某些药物有无负作用的反应情况。

发表在栏目: 科学


在2011年“世界科学节”上,好莱坞明星大卫·摩斯、麦吉·吉伦哈和列维·施瑞博一起朗读科学著作。


“酷工作”单元,发明家展示“蜘蛛人装备”。


帕特·麦瑟尼在讨论即兴演奏。

  想知道“即兴表演”时,大脑里发生了什么?世界上杀死无数人的剧毒青蛙是怎么回事?为什么D大调会让人感到悲伤……在6月初纽约举行的“世界科学节”上,这些问题的讨论让观众大饱耳福,在这场包括霍金在内的全球最顶级科学家和好莱坞演员捧场的大会上,从青少年到成人,都享受了一场“科学盛宴”,了解到,原来科学是可以很酷,很感性的。

  科学工作可以酷

  “我就像阿姆和大卫·爱登堡一起做的自然秀/我的工作是让书呆子们酷起来”……

  这不是诗歌,不是朗读,而是科学传播工作者巴巴·布瑞克曼用“科学饶舌”来给“酷工作”节目做的开场白。在他的说唱中唱到,“科学饶舌”也是此前没有的职业,现在却奇酷无比,可以见到世界各地各种酷酷的科学家。

  巴巴一边“饶舌”,一旁还有一名帅帅的年轻人做着口技节奏伴奏,原来他是一名救援设备工程师,曾经做客过电视节目《流言终结者》。受漫画的启发,他发明了一种可以让人像蜘蛛侠一样以高速垂直攀爬的技术。

  紧接着,上台了一位美女,她竟然是来自卡内基梅隆机器人学院的博士,通过传感技术,她做出了电影《阿凡达》里面那样的发光电子植物,人走过去的时候,“植物”会随着人的移动而摇摆、晃动、伸缩。

  “酷工作”是“世界科学节”中抢眼的一档专题活动,邀请了各类有着不同寻常科研工作的年轻人。比如,年轻的神经科学家安德鲁·菲顿最喜欢做的事情是,给实验对象的脑袋上带上各类探测器,然后观察人类在进行各种大脑活动时脑电波的变化。白胡子的狄更斯·代斯庞米亚是一名医学生物学家,这个工作没几个人听说过,而他研究的则是叫做“垂直农场”的项目,把多年来对一种蠕虫的研究运用到城市建筑中,让人类学习生物的功能,可以在城市建筑中搭建自给自足的农田。

  “寻找地外生物”项目的天文学家吉尔·塔特则在演讲中告诉人们,虽然已经进行了50年,但寻找外星人还是有希望的,“我们把一滴水倒在盆里,以为可以在这滴水中找到鱼,”她说,“但事实是,一滴水并不能代表海洋。”工作是海量的,接下来,科学家们还会建更多的无线望远镜,探测更广大的宇宙,以期找到人类的同伴。

  电影演员来捧场

  “世界科学节”是探索科学的节日,但也得到了不少文艺人士的捧场。第一天的开幕式上,好莱坞明星、奥斯卡获奖演员艾伦·艾尔达,《风流老板佻秘书》主演麦吉·吉伦哈,好莱坞老戏骨苏珊·萨兰登等人走上了科学的红地毯。麦吉朗读了艾尔达创作的戏剧《辐射:居里夫人的激情》。这出戏从居里夫人与物理学家保罗·郎格文的爱情开始,描写了她作为一名情感丰富的女性科学家,在一个没有女人从事科学的时代中取得成就的矛盾心历。

  “科学节”第四天,来了一名著名的吉他手帕特·麦瑟尼,在表演了一段即兴演出之后,他与一些神经科学家坐在了一起,讨论“即兴演出”的概念。原来,“即兴演出”也是有着科学依据的。大脑对于喜欢的事物,有两种表达方式,一方面,人们总是会回应一些熟悉的现象,来进行预测,做出决定,另一方面,太多的熟悉感又会让人感到厌倦,大脑同样很喜欢新鲜的事务,喜欢惊喜和不同寻常,而人在倾听音乐的时候,也总是一方面希望听到熟悉的旋律,一方面又渴望着不同。

  “你演出的时候,脑子里在想什么?”主持人问帕特。“和弦,旋律的基本结构,怎么从这个音调调到另一个音调,”帕特回答道,过了一会,他又说,“不过事实是,我没怎么想这些东西。”

  脑神经科学家很快接了茬,把帕特的话作为实验对象分析:“这是我们大脑运作的另一个双重性,即意识和潜意识同时在工作。”一位神经科学家兼小提琴手说,我们大脑中大部分的运作都不是意识,而是自动地在进行。不过,即使是即兴演出,也不代表随意胡拉,只有在多年训练,熟练掌握了各种音乐结构和规律之后才能让潜意识自由发挥。“如果你想从悬崖上飞下去,你得知道悬崖在哪儿才行。”

  电脑、蚂蚁都添彩

  在2011年“世界科学节”上,诞生了很多值得回忆的时刻,2011年的“电脑当服务员”和“蚂蚁能说些什么”就是最好的例子。

  在科学节的展示中,一台微软的计算机变身为一家公司的前台招待小姐。“您好,请问您到哪个房间?”电脑问。“我也不清楚,我们去哪个房间?”“我想是9号楼吧!”两名访客在屏幕前讨论着,与此同时,电脑前台迅速对两人的谈话,面部表情进行数据分析。“那你们是去9号楼了,请稍等。”她迅速做出了答复。

  在另一场对话中,世界上最权威的蚂蚁研究专家威尔逊将蚂蚁世界的故事讲给人们听:“成千上万的蚂蚁王国是神奇的生物王国,看起来它们像在一篇混乱之海中,但他们总能一同工作,创造有秩序的家族。”“我们人类能看,能用手干事,蚂蚁不是这样,他们用味觉、触觉来进行沟通,他们会说,‘小心,危险!’‘来这儿,干活!’”那么,蚂蚁能说多少个单词呢?威尔逊说:“蚂蚁的单词大约有10-20个,主要是‘小心’、‘来这儿’、‘我是一名士兵’‘我是生育王国的成员,你是吗?’”

  (金煜)

  ■ 活动名片

  “世界科学节”的来龙去脉

  自2008年开始,《世界科学节》每年夏天在纽约城举行,主要活动包括专家讨论、现场科学实验、科学辩论、多媒体演讲、户外科学展示、科学展览等。该活动由哥伦比亚大学物理学教授布莱尔·格林和其妻,曾获艾美奖的电视记者特蕾西·黛创立。

  今年的“世界科学节”于6月1日至5日举行,有包括物理学家霍金、生态学家威尔森、“DNA之父”詹姆斯·沃森、英国科学打假斗士西蒙·辛格等多位著名科学家出席,以及来自生物学、生命科学、物理学、计算机科学等各领域的年轻科学家带来的各类前沿科学研究,同时,也有来自电影界、戏剧界、音乐界和艺术界的各类艺术家带来现场表演。

  如同“TED演讲大会”一样,“世界科学节”的大部分视频都免费在网络上公开。

发表在栏目: 科学

  美国加州科学家表示,他们已经在健康的蜜蜂蜂群上辨识出4种新病毒,这项发现可能有助于解开世界有些地方蜜蜂大量死亡的谜底。

  这些之前未知的病毒在为期10个月的商业养蜂作业中被找出来,这个养蜂作业涵盖超过7万个蜂箱与20种蜂群,这些蜜蜂在美国各地给作物传授花粉。没有出现2006年以来导致多达30%美国蜜蜂蜂群消失的大量死亡事件。

  美国科学家研究了27种独特蜜蜂病毒,其中包括4种新病毒,及可能涉及蜂群崩坏情况的其它病毒,以及这些病毒如何在健康的蜂群中散布等。

  据联合国今年稍早公布有关蜂群大量消失报告,蜜蜂群数量近几年节节下滑,在欧洲达10到30%,美国有30%,中东则达85%。

发表在栏目: 科学


一面移动的“镜子”能在真空中创造出“火花”——亮光


这个实验证明了著名的“卡西米尔效应”

  瑞典研究人员近日实现了从“无”中制造出“有”——科学家们首次实现了在真空中创造出“火花”。据悉,这个研究团队以“二十分之一光速”的速度在一个特殊的设备上“移动”一个磁场,通过转变磁场的方向而使得特殊设备不断“摆动”,从而实现了在真空中创造出“火花”。实际上这个结果是真空中所产生的粒子“阵雨”,正如以前的量子理论所预期的一样。

  瑞典科学家这个不平常的发现被人们称为“一项重大发展”,全世界的物理学家们为之振奋。据悉,瑞典科学家的本次发现是围绕着量子力学中“真空不空”的这个特殊理论而得出的,实际上真空被特别微小并且在飞速移动的粒子所填满。这些粒子便是所有存在的物质但是它们是“虚拟的”,它们一直“藏得很深,像消失了一样”。瑞典的科学家们用一面“镜子”来吸收这些“虚粒子”,然后以一种“实际”的形式将虚粒子“放射”出来,但是只有当虚粒子以“光速”的速度移动时才能达到实验的要求。这个来自瑞典查尔莫斯理工大学(Chalmers University of Technology)的研究团队通过使用“超导量子干涉磁量仪(SQUID)”而使得虚粒子移动的速度达到了要求。据悉,超导量子干涉磁量仪对磁场非常“敏感”。

  Nature.com网站发布报道称,超导量子干涉磁量仪的功能如同一面镜子,科学家们成功使超导量子干涉磁量仪以5%光速的速度“摆动”,从而“摇动”了来自真空中的微波光子。测试结果表明,在超导量子干涉磁量仪“摆动”时,这些照片“被迫”以大约一半的频率“抖落”,这种现象正好与量子定律相吻合。瑞典科学家的本次实验证明了以荷兰物理学家亨德里克-卡西米尔(Hendrik Casimir)的名字命名的“卡西米尔效应(Casimir effect)”。据悉,卡西米尔在20世纪40年代晚期首次提出了卡西米尔效应。卡西米尔表示,如果一个作用力被“操控”在两面“镜子”之间,那么这个作用力将会导致光子的诞生。而瑞典的科学家们证明了这种理论,不过他们只用了一面“镜子”即超导量子干涉磁量仪。

  据悉,截至目前瑞典的科学家们尚未发表他们的本次发现,也未将本次发现提交同行评议,因此他们拒绝发表评论。不过也进行过类似实验的、美国马萨诸塞州剑桥镇哈佛大学的实验物理学家费德里科-卡帕索(Federico Capasso)表示,瑞典科学家的本次发现是“一项重大发展”。另外,伦敦帝国学院(Imperial College London)的理论物理学家约翰-潘德瑞(John Pendry)也表示,瑞典科学家的本次发现是“一个重要的里程碑”。由于本次发现涉及的能量很小,尽管本次发现具有重大意义,但是并不会立刻投入应用。另悉,本次实验的全部结果将于下周在意大利帕多瓦(Padua)公布,同时将会有一篇论文初稿在国际著名学术网站Arxiv.org上公布。

发表在栏目: 自然

  上世纪末,俄、英科学家在南极沃斯托克考察站底下发现了全世界最大的冰下湖泊——沃斯托克湖(Lake Vostok),面积达14000平方公里,被封存在南极冰盖之下约4000米处,与世隔绝。科学家估计,浑然天成的环境使该湖可能约有1500多万年都未曾改变,这意味着其中可能蕴育着独立进化的微生物。

  据英国广播公司(BBC)近日报道,俄罗斯科学家现已下钻到离该湖50米处,这个世界上最古老而高深莫测之湖的神秘面纱即将揭开。

  古老高深莫测之湖

   1996年,通过卫星发回的图像勾勒出沃斯托克湖的轮廓之后,这个发现被正式确认。空间电波探测器显示出冰川之下的主体是世界上最大淡水湖,它是南极洲冰川下150个湖之一,深度可达800米,类似西伯利亚贝加尔湖或北美洲安大略湖。

  一些科学家认为,这个湖之所以与世隔绝达数百万年之久,是因为湖面上的冰帽像调节水压的封条一样阻止了湖水四溢或者外界的东西进入。如果能取得湖中的水样,也许能够看到以前从未发现的生命体。

  俄罗斯科学家希望可以了解这个世界上最神秘莫测的湖。一个研究小组已经连续多个星期,且二十四小时不间断地下钻冰层,到现在为止还有50米就可触及冰下的湖面。

  俄罗斯南北极研究所(AARI)副团长瓦列里·卢金在圣彼得斯堡说,俯瞰这个项目,就好像是在一个以前从来没有到过的外星球上工作一样,不知道下面等待我们的将是什么。

  钻冰接近湖面之难

  南极的夏季从12月到次年的2月,空气中温度相对温和一些,可达零下30摄氏度,但是到了冬天温度会骤然下降到零下80摄氏度。

  俄罗斯研究团队的阿列克谢博士说,下钻冰层直到3公里处通常相对容易,在格陵兰和南极其他地方都曾成功过。但是当钻完3公里接近冰层底部时,温度接近冰的融化点,各种各样的问题就会冒出来。

  其中一个比较大的困难起因于冰结构的改变,在3600米深处纯净且相当冰冷的湖水,坚硬得如玻璃一般,这给研究小组在钻孔过程中带来了重重困难。这也是为什么过去的数星期,该小组的进展如蜗牛一般,大约一天只能下钻1.6米。

  阿列克谢博士说,到目前为止,科学家对所获得的冰核进行分析,发现了一些可能是生活在湖底部的细菌。此外,还发现一些新的微生物。对于这个湖水的取样可能会有助于人类进一步理解木星的卫星之一——木卫二上类似的冰川条件。

  消除湖被污染之忧

   1998年,科学家渴望开发这个古老的湖,并设法钻到了湖上冰层的3600米处时,项目暂时搁浅了。

  这是由于一些专家担忧,探明湖水的过程可能会污染其质朴的生态系统,引起无法挽回的损害。与其如此,倒不如保持它与世隔绝的状态。

  几年后,研究小组成员想出了一个环保安全的新方法,钻孔工作重新开始。2010年11月,科学家向南极条约环境保护委员会提交了对于这个项目的最终环境评价,并被准予可以继续对这个古老湖的湖水取样。

  为消除湖被污染的担忧,科学家将会下沉一个传感器,但并不让其进入到湖里,直到探测到其上的游离水之后,就不再继续往下钻,取出钻孔机。这样在水压下不至使凿洞的液体流进湖里,而湖里的水将会被吸上来。然后,留出相当一些时间结冰,形成一个冰冻的塞子在钻孔的底部,以便到来年夏季,这个小组再次钻孔,取出这个冰样进行分析。但是,取样工作进展得并不是非常顺利,由于要解决技术上的难题而不断被拖延。

  尽管做了这样的预防措施,一些国际观察家仍然抨击这个项目,认为这是对古老冰川下淡水湖的一次威胁。英国冰河学家安迪·史密斯博士指出,这样做不可能保证完全彻底的清洁、干净。

  在南极洲工作的俄罗斯专家相信这个风险实际上并不存在,认为从湖水中取样是相当值得做的,毕竟他们已为此付出并等待了数十年。现在他们只希望从技术方案上能够不负众望,最终从湖中取到水样。

发表在栏目: 自然
第 14 页,共 27 页