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一秒钟可以拍七十万亿张图片的照相技术诞生了丨环球科学要闻

| 2020-08-14

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一秒钟可以拍七十万亿张图片的照相技术诞生了丨环球科学要闻

环球科学 环球科学ScientificAmerican 2020-05-06

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· 新技术 ·

一秒钟可以拍七十万亿张图片的照相技术


最近,加州理工学院的科学家开发出了一种全新的超快照相技术,这种被称作CUSP(压缩超快光谱照相)的技术是基于实验室之前研究的快速照相技术pCUP开发的。在老版本中,大约每秒能获取1万亿帧图像,而新技术则能将该数字提升到每秒拍摄70万亿张图片。CUSP将极短脉冲激光与一种特殊光学相机结合在一起,激光脉冲的持续时间仅为一飞秒。这些激光会被分解成一系列更短的脉冲,每一个脉冲都能在摄像机中产生图像,这样的速度足以看到光的传播过程和分子结构中的荧光淬灭。相关研究发表在《自然-通讯》上。



· 地球科学 ·

欧洲可通过抬高海岸线堤防预防洪灾


超过2亿人的居住地距欧洲海岸线50千米以内,这段海岸线从大西洋东北部和波罗的海一直延伸到地中海和黑海。到本世纪末,欧洲海岸线的海平面预计会上升一米,保护沿海社区将是一项严峻挑战。不过,《自然-通讯》发表的一项研究指出,海平面上升导致预计会发生的欧洲洪灾中,至少有83%的洪灾可以通过抬高约三分之一的欧洲海岸线堤防而避免。作者发现,增加防护的成本收益比在整个欧洲存在差异,在68-76%的欧洲海岸线,成本会超过收益。不过,在每平方千米超过500人的人口稠密区,收益倾向于超过成本。 



· 生物技术 ·

新技术实现细胞内部结构的纳米级成像


图片来源:普渡大学


在《自然-方法学》上,普渡大学的研究人员展示了一种新型超分辨率三维成像技术,刷新了生物成像的分辨极限。该技术仍然是在荧光显微技术基础上实现的:附着在被观察结构的荧光分子能够发光,而通过具体的光线测量,并与单个分子发出荧光的三维模式数据进行比对,就可以精准确定每一个荧光分子的位置,实现对细胞结构的成像。该技术将使科学家看清细胞的内部结构,可用于进一步研究阿尔兹海默症等多种疾病。


· 神经生物学 ·

睡眠时大脑会重现清醒时的经历


在睡眠时,大脑会重现清醒时的神经放电模式,这种重现被认为是记忆形成的基础。过去只在动物中明确观察到这一现象。近日,发表于《细胞·报告》的一项研究,首次观测到了人脑中的这一过程。研究者要求两位受试者先小睡一阵,然后玩一个游戏,随后再次小睡。在此过程中,研究者记录了受试者大脑中神经元的活动,他们在游戏以及之后的小睡期间,都观察到了被试大脑中相同的神经元放电模式。研究者希望未来可以探索大脑的重现机制与记忆形成间的潜在联系。



· 化学 ·

“人造树叶”利用光能制造氢燃料


图片来源:Jia Liang/Rice University


植物可以利用光合作用将光能转换成能量,而莱斯大学的研究人员创造了一种高效率、低成本的人工树叶,以光能作为驱动分解水产生氢气燃料。该设备由催化电极和钙钛矿太阳能元件组合而成。将该设备放入水中并置于阳光下,太阳能元件将产生电,电流经过催化电极可以将水分解成氢气和氧气。新技术获得的氢气和氧气能配合其他的设备可以在没有阳光的时候用于发电。相关论文发表在ACS Nano上。



· 遗传学 ·

植物可将“记忆”遗传给后代

近日,发表在《自然·通讯》上的一项研究指出,在不改变基因型的情况下,通过表观遗传修饰控制植物体内基因表达,可以诱导植物对周身环境作出应激反应并“形成记忆”。这种记忆能够遗传给后代,有助于它们获得更加旺盛、耐久、多产的生长。研究通过抑制某种植物体内MSH1基因的活性,发现对其进行交叉嫁接后,会促进其根系生长并提高产量。之后他们又对番茄和大豆植株进行了相同的实验,也取得了很好的效果。这一技术对植物育种具有重要意义。



· 航天 ·

长征五号B运载火箭成功发射



2020年5月5日18时左右,我国“长征五号B”运载火箭在海南文昌发射中心发射升空,正式拉开我国载人航天工程“第三步”任务的序幕。约488秒后,载荷组合体与火箭成功分离进入预定轨道,我国空间站阶段的首次飞行任务告捷。长征五号B运载火箭以长征五号火箭为基础改进研制而成,采用无毒无污染的液氧、液氢和煤油作为推进剂,近地轨道运载能力大于22吨,是目前我国近地轨道运载能力最大的火箭,主要承担着我国空间站舱段等重大航天发射任务。(新华社)



· 新冠疫情 ·


截至北京时间5月6日9时左右,根据约翰·霍普金斯大学发布的实时统计数据,全球累计确诊新冠肺炎病例3659759例,累计死亡256928例。 

据纽约时报报道,尽管美国疫情并未根本缓解,但白宫已经计划在未来几周解散“应对疫情工作组”。一位不愿透露姓名的高级官员称,随着白宫推动特朗普的“重启美国计划”,该工作组将逐渐解散,重点将转向治疗、疫苗开发和病毒检测。目前,美国总统特朗普在公开活动中已经不再安排工作组成员参加。 

在近2个月的“封锁”后,意大利大约440万人自5月4日起获准恢复工作,标志意大利进入抗疫和恢复经济并行的第二阶段,各行业将逐步复工复产,但各级学校仍未开放。 

当地时间5月4日,美国国家过敏症和传染病研究所所长安东尼·福奇在接受采访时称,根据冠状病毒在蝙蝠体内的演化和现有的科学证据,可以排除新冠病毒人造或被故意操纵的说法。同时,近日英国雷丁大学生物科学学院的病毒学家伊恩·琼斯,针对关于“新冠病毒来自武汉病毒研究所”的谣言,也明确表示“这不可能”。 

5月5日0-24时,31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例2例,均为境外输入病例(陕西2例);无新增死亡病例;新增疑似病例3例,均为境外输入疑似病例(上海3例)。新增无症状感染者20例,其中境外输入无症状感染者3例;当日无转为确诊病例。


题图来源:pixabay

文:杨心舟、张二七、戴晨、曾欣欣、朱奕宁






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