来源:cnbeta近日,来自美国和日本的科学家,在实验室内将镱原子冷却到绝对零度之上十亿分之一摄氏度,这是所有原子停止运动的假设温度。这一温度甚至比最深的深空还要冷。相关研究发表于《自然·物理》杂志。在最新研究中,科学家们使用激光,限制了30万个原子在光学晶格内的运动。该实验模拟了理论物理学家约翰·哈伯德于1963年首次提出的量子物理模型——哈伯德模型。该模型允许原子展示不寻常的量子特性,包括电子之间的集体行为,如超导(导电而不损失能量)等。研究人员称,他们造出的冷却物质甚至比太空中已知最冷的区域——旋镖星云还要冷,旋镖星云距离地球3000光年,是围绕在半人马座中一颗垂死恒星周围的一团气体云。科学家们认为,旋镖星云正被星云中心垂死恒星喷出的冷膨胀气体冷却,因此此处的温度比宇宙其他部分还要冷,约为1开尔文或零下272摄氏度,仅比绝对零度(零下273.15摄氏度)高1摄氏度。但在最新实验中,镱原子的温度比旋镖星云的温度还要低。研究人员之一、美国莱斯大学科学家卡登·哈扎德说:“冷却到这一极端低温的结果是物理学发生了真正的变化,更偏向量子力学。”实验团队目前正在开发第一批工具,以测量镱原子在绝对零度以上十亿分之一摄氏度时可能会出现的行为。哈扎德说:“这些系统非常奇特,我们希望通过研究和理解它们,发现新的物理学现象。”
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来源:环球时报中国国家航天局、国家原子能机构近日联合发布嫦娥五号的最新科学成果:中核集团核工业北京地质研究院在月球样品研究中发现新矿物,并将其命名为“嫦娥石”,同时还获得了嫦娥五号月壤中未来聚变能源资源——氦-3的含量和提取参数,为我国后续月球氦-3资源的遥感预测和资源总量估算,以及氦-3资源未来开发和经济评价提供了基础科学数据。这些消息不由得让人产生联想:在月球乃至更远的小行星上采矿,距离现实还有多远?如何从月球开采“无尽的能源”美国“太空”网站在介绍为何美国国家航空航天局(NASA)要急着“重返月球”时,特意提到了月球资源的商业开采前景,其中最受关注的当属月球上储量丰富的氦-3资源。据介绍,可控核聚变具有能量密度大、清洁、燃料丰富、安全性高等突出优点,被认为是人类的终极能源,而氦-3能提供“最清洁的可控核聚变能源”。它作为可控核聚变的燃料之一,产生的能量是铀-235核裂变反应的12.5倍。更重要的是,与氘、氚等核聚变燃料不同,氦-3在聚变反应中不会产生中子二次辐射危险,更加清洁和可控。100吨氦-3核聚变产生的能量即可供应全球使用1年。另外,氦-3是获得极低温环境的关键制冷剂,是超导、量子计算等前沿研究领域的必需物质。业内专家告诉《环球时报》记者,地球上氦元素主要是氦-4,氦-3储量只有0.5吨左右。但在地球上稀缺的氦-3,在月球上却是储量惊人。专家介绍说,月球上的氦-3主要来...
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来源:北京大学近20年来,新型荧光显微成像技术帮助人们能够获取特定生物分子在时间和空间上的精细分布信息。其中,新型荧光探针在其中扮演着不可或缺的角色。近红外荧光成像(700–1700nm)因其高组织穿透能力、低背景荧光等诸多优点愈加受到关注。然而,常见的NIR荧光团,如碳纳米管、半导体聚合物、量子点和花菁类有机染料等生物相容性差或存在化学和光稳定性低或量子产率低等缺点。稀土配合物发光源自禁阻的f-f跃迁,并具有锐利且长荧光寿命的特征发射峰,有望成为新一代近红外探针。张俊龙课题组聚焦镱(Yb3+)配合物,发展了集NIR荧光成像和光动力疗法于一体的稀土探针(Chem. Soc. Rev., 2022, 51, 6177-6209)。但是,如何对细胞中生物分子进行特异性标记和成像仍具有挑战性。在本工作中,他们设计并合成了叠氮化或炔烃官能化的水溶性稀土(Yb,Er,Nd)配合物。通过点击化学反应,该类配合物可高效标记特定生物分子,同时NIR荧光在标记后显著提升。随后,将该类稀土分子探针与代谢标记策略结合,实现了对细胞中DNA、RNA、蛋白质和聚糖的NIR荧光成像。该类稀土分子探针适配于经典的荧光标记手段,如免疫荧光、商用化学探针标记等,验证了多色、多靶标荧光成像的“概念性”应用。与陈兴教授课题组近期开发的基于点击化学的膨胀显微成像(Click-ExM,Nat. Methods 2021, ...
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科技日报实习记者 张佳欣来源: 科技日报在距离地球约38.5万公里之外的月球上,资源的价值超乎想象。对于人类而言,月球不仅是踏足浩瀚宇宙的前哨站,或许还是赖以生存的资源储备仓库。这些资源可帮助人们解决世界能源危机,满足未来对智能手机和电动汽车等的需求,并将人们带到火星甚至更远的地方。虽然这些宝藏无比诱人,但却遥不可及。目前,人们还没有开采月球上的贵金属、水和氦的明确方法。美国国家航空航天局(NASA)计划发射的“阿尔忒弥斯1号”火箭可能变成人类重返月球的“发令枪”。英国《每日邮报》发文称,一旦部署到位,人们的注意力将转向矿业资源。月球资源的争夺首先是大国之间的竞争,但过不了多久,世界上许多大型企业集团也会加入这场争夺战。到目前为止,至少有6个国家和一批私人公司公开宣布了在未来十年内进行的250多次登月任务。他们都希望从这块“月饼”中分得一杯羹,其中包括价值约1680亿英镑的水,数十亿英镑的黄金和1.2万亿英镑的氦。不过,这些都是对价值极其粗略的估计。没有人确切地知道月球深处有多少水、金属和矿物。水是无价之宝将一立方米的水送入近地轨道的成本高达100万英镑,这意味着,获得太空中的水,就如同获得了无价之宝。月球上的水不仅是宇航员的生命之源,还可通过分离氢和氧元素制造火箭燃料。NASA估计,月球上存在约6亿吨水冰。水如此宝贵,甚至可以让月球成为人们探索太阳系的“加油站”。据2019年的一...
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