9月5日外媒科學網站摘要：“核時鐘”取得重大突破
9月5日（星期四）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《自然》網站（www.nature.com）
“核時鐘”取得重大突破，爲超精確計時鋪平道路
物理學家已經展示了構成核時鐘的所有關鍵組件——一種通過測量原子核內微小能量變化來計時的裝置。這樣的時鐘可能會大大提高測量精度，併爲基礎物理學帶來新的見解。
研究人員測量了導致稀有同位素釷-229的原子核轉移到更高能量狀態的光的頻率，即核時鐘的“滴答”聲，其精度比之前的最佳計時裝置提高了10萬倍。他們通過將能量轉換與世界上最精確的時鐘同步來做到這一點。這項研究由美國實驗天體物理聯合研究所（JILA）領導，並於最近發表在《自然》（ Nature ）雜誌上。
這一突破源於用一種叫做“頻率梳”的激光裝置探測釷-229原子核。嚴格來說，這個裝置還不是一個時鐘，因爲它還沒有被用於實際計時。但是，這一令人印象深刻的結果表明，核時鐘的研發已觸手可及。
目前最精確的時鐘是原子鐘，它使用激光計時——激光的頻率被精確調製，以匹配原子內部兩個能級之間的電子能量轉移。最精確的原子鐘每400億年纔會有一秒的誤差。核時鐘的工作原理略有不同，它通過質子和中子的能量轉移來計時，其滴答聲來自這些粒子激發態之間的轉變，而不是電子的轉移。
這種能量轉移需要更高頻率的紫外線，從而產生更快的滴答率，可能達到甚至超過原子鐘的精度。但核時鐘最大的潛在優勢在於它的精度和穩定性結合。與電子相比，原子核內的粒子對電磁場等外界干擾不那麼敏感，這意味着核時鐘可以更加便攜且堅固。
《科學》網站（www.science.org）
腦脊液不僅存在於大腦和脊髓，還可能流向更遠的身體部位
名字往往具有誤導性，許多人可能會以爲“腦脊液”只存在於大腦和脊髓中。事實上，幾個世紀以來，科學家和醫生都是這樣認爲的。但美國佛羅里達大學的研究人員最近在《科學進展》（Science Advances）雜誌上報告稱，這種清澈的液體不僅僅清潔、滋養和保護大腦及脊髓，還浸潤着身體其他部位的神經。
這是首次證明腦脊液可以在全身傳播。這一發現可能爲藥物輸送到身體一些最難到達的部位開闢新的途徑。
2.5年前，佛羅里達大學的科學家在一項整形手術研究中發現了奇怪的現象。當他們向含有腦脊液的人類屍體腦腔注入生理鹽水時，手腕上的周圍神經腫脹起來於是科學家們決定進一步研究，將熒光液體注入活老鼠的腦室中，以追蹤液體的去向。結果，染料意外地進入了貫穿腿後部的坐骨神經。
研究小組在老鼠身上重複實驗，並使用更精細的示蹤劑——金納米顆粒。他們發現，較小的顆粒可以從腦液傳播到坐骨神經的周圍神經，而較大的顆粒則停留在脊髓與周圍神經的交界處。
這些研究結果表明，漂浮在腦脊液中的小信號分子、營養物質甚至藥物都可能傳遞到神經。然而，對於這些分子具體是什麼以及它們傳播的速度，科學家們仍保持謹慎態度。
科學家們已經知道周圍神經也被一種叫做神經內膜液的物質浸潤，但它的來源一直不明。這項新研究表明，神經內膜液和腦脊液可能是同一種液體。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、未收集的垃圾和露天焚燒是塑料污染危機的主要源頭
英國利茲大學的研究人員利用人工智能對全球5萬多個城市的廢物管理進行了建模。這個模型使研究小組能夠預測全球產生了多少廢物，以及這些廢物的去向。
他們發表在《自然》（Nature）雜誌上的研究計算出，2020年，全球進入環境的塑料製品達到了驚人的5200萬噸——如果這些塑料排成一條線，將繞地球1500多圈。
報告還顯示，全球超過三分之二的塑料污染來自未收集的垃圾，全球約12億人（佔全球總人口的15%）無法獲得垃圾收集服務。
研究結果進一步表明，2020年大約有3000萬噸塑料——佔所有塑料污染的57%——在沒有任何環境控制的情況下於家庭、街道和垃圾場被焚燒。燃燒塑料對人類健康構成了嚴重威脅，包括神經發育、生殖問題以及出生缺陷等。
研究人員還確定了新的塑料污染熱點，顯示印度是最大的污染貢獻者，其次是尼日利亞和印度尼西亞。
2、農業加速了人類基因組進化，使其更好地從澱粉類食物中獲取能量
一項由美國、意大利和英國研究人員開展的最新研究發現，過去1.2萬年間，歐洲人的碳水化合物消化能力顯著增強。研究表明，負責分解澱粉的酶的基因數量從平均8個增加到了超過11個。
這種基因數量的增加與農業從中東向歐洲擴展密切相關。隨着農業的發展，人類飲食中富含碳水化合物的主食（如小麥和其他穀物）逐漸成爲主流。基因編碼的增多通常意味着人體能夠產生更多的酶——在這種情況下，唾液和胰腺中的澱粉酶可以更高效地將澱粉分解成糖，爲身體提供能量。
這項研究最近發表在《自然》（Nature）雜誌上。
研究人員發現，大約1.2萬年前，歐洲人平均有約4個唾液澱粉酶基因編碼，而現在這一數量已經增加到7個左右。在同一時期，歐洲人的胰澱粉酶基因編碼總數也增加了約0.5個。
總體而言，過去1.2萬年中，具有多個澱粉酶基因編碼的染色體頻率增加了7倍，表明這一基因的增加爲歐洲人的祖先提供了生存優勢。
研究還發現了世界其他農業種羣中澱粉酶基因增加的證據。這些基因所在的染色體區域在不同種羣中表現相似，表明農業興起後，人類基因組因應對飲食中碳水化合物的增加發生了相似的變化。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、新發現讓科學家可提前數週預測颶風活動加劇
美國國家大氣研究中心（NCAR）領導的一項研究發現，當一種被稱爲開爾文波的大規模大氣波通過後，兩天內形成的颶風數量是幾天前的兩倍。這一發現可能使預報員和應急管理人員在颶風活躍期到來前幾天甚至幾周發出預警。
研究小組採用創新的計算機建模方法來解析開爾文波的影響。開爾文波是一種大氣波，可以在大氣中延伸超過1600公里，並影響全球天氣模式。
該研究的主要作者表示，如果天氣預報員能夠在太平洋上空探測到開爾文波，他們可以預測幾天後大西洋上空的颶風數量將會增加。這將幫助氣象研究人員與應急管理人員和地方政府更好地合作，爲颶風活躍期做好準備，並及時發出警告。這項研究可能拯救許多生命。
這項研究成果發表在《天氣評論月刊》（Monthly Weather Review）上。
幾十年來，科學家們已經注意到，颶風聚集形成後，幾周幾乎沒有颶風活動。幾項研究表明開爾文波可能是颶風激增的原因，但科學家們無法分離出其他潛在因素，並證明開爾文波是罪魁禍首。爲了克服這個問題，研究人員使用了一種新穎的計算機建模工具組合來證實開爾文波確實促進了颶風的形成。
2、開啓明天的治療：一次性合成數十億種分子以加速藥物發現
近年來，個性化癌症治療的報道頻繁出現，例如利用修飾的免疫細胞或抗體進行治療。然而，這類治療非常複雜且昂貴，應用範圍有限。大多數醫學療法仍然依賴於可大規模生產的小分子化合物，因此成本較低。
新分子療法發展的瓶頸在於現有技術發現新活性物質的能力有限。21世紀初，哈佛大學和瑞士蘇黎世聯邦理工學院開發了DNA編碼化學文庫（DEL）技術，有望緩解這一問題。該技術使用磁性顆粒大規模生產和測試分子。
迄今爲止，DEL技術已經能夠合成數百萬種化合物並同時測試其有效性。然而，這一方法的缺點是研究人員只能從有限的化學構建模塊中構建小分子。瑞士蘇黎世聯邦理工學院的化學家現在改進了這一過程。
他們開發了一項名爲“自淨化DEL”的新技術，能夠在幾周內自動合成和測試數十億種不同的物質。該技術還可用於合成較大的藥物分子，如環肽，能夠靶向其他藥物靶點。
這一研究成果最近發表在《科學》（Science）雜誌上。（劉春）