科学家对质子的康普顿散射进行新的测量

科学家对质子的康普顿散射进行新的测量质子是一种位于原子核中的带有正电荷的核粒子。它是一个由夸克和胶子的基本构件组成的复合粒子。这些组成部分及其相互作用决定了质子的结构，包括其电荷和电流。当暴露在外部电场和磁场中时，这种结构会发生变形，这种现象被称为极化率。电磁极化率是对电磁场引起的变形的刚性的测量。通过测量电磁偏振率，研究人员可以了解到质子的内部结构。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1329173.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1329173.htm

科学家完成迄今为止对电子永久电偶极矩的最精确测量

科学家完成迄今为止对电子永久电偶极矩的最精确测量一项新的研究提供了迄今为止对电子永久电偶极矩的最精确测量，为了解宇宙中物质与反物质之间的不平衡提供了重要依据。这项研究利用分子离子中的电子，将之前的最佳测量结果提高了约2.4倍，有助于完善或扩展粒子物理学的标准模型。粒子物理学标准模型（SM）预言了这种对称性的轻微破坏，但不足以解释实际观测到的不平衡。为了解决这一差异，人们对标准模型提出了许多扩展方案。为了测试这种模型扩展，测量电子电偶极矩（eEDM）--一种对称性破缺的测量方法--的桌面实验非常有前途。在这里，为了以极高的精度测量电子偶极矩，TanyaRoussy等人使用了一种强大的方法：将电子束缚在分子离子内部，置于巨大的分子内电场中。范明宇和安德鲁-贾伊奇在一篇相关的《视角》文章中写道："鲁西等人花了大量精力仔细研究他们的实验仪器和测量技术，以便能够详细了解系统不确定性，确保不会错误地引入虚假信号。"他们的结果比之前的eEDM尺寸最佳上限提高了约2.4倍。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382803.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382803.htm

科学家"拉伸"时间以改善分子振动信息检测

科学家"拉伸"时间以改善分子振动信息检测首先，样品被红外光照亮。在光与样品相互作用后，产生的波长从低能量的红外线"上转换"为高能量的近红外波长。然后，近红外脉冲通过一根光纤，在时间上基本上"拉长"了脉冲。一个近红外光电探测器检测到这些脉冲。左下角的插图显示了气态CH4分子在三个连续时间点的透射率光谱。但传统的红外光谱方法提供的是低（时间）分辨率数据。它们通常只适用于静态样品，因为光谱数据的获取是一个缓慢的过程。检测快速变化的现象需要多次快速测量，而东京大学的Ideguchi教授和他的团队现在有可能获得高速和高分辨率的光谱数据。该团队发现了上转换时间拉伸红外光谱仪（UC-TSIR），它能以每秒1000万张光谱的速度测量1000个光谱元素的红外光谱。分子中的原子像球体一样结合在一起，有坚硬的弹簧连接着它们。将红外光（2-20微米波长）照在物质上；它吸收了红外能量，"弹簧"就会振动。振动运动的范围取决于分子的结构。因此，我们可以通过检测物质吸收的波长范围--它的吸收光谱来识别和推断物质的特性。"随着最近使用机器学习和其他技术分析光谱能力的提高，红外光谱方法必须迅速获得大量的分子振动信息。我们想开发红外光谱方法来实现这一目标，"Ideguchi教授解释研究小组的动机时说。传统的时间拉伸红外光谱数据的可测量光谱元素较少（约30个），因为仪器在红外区域工作，而目前光学技术在该区域受到限制。"Hashimoto博士说："UC-TSIR通过用波长转换技术（上转换）将含有分子振动信息的红外脉冲转换为近红外脉冲，并在近红外区域对脉冲进行时间拉伸和检测，从而打破了这个限制。与传统方法相比，UC-TSIR提供了超过30倍的光谱元素和400倍的光谱分辨率。UC-TSIR能够以高时间分辨率追踪高速现象，如气体分子的燃烧和生物分子的不可逆化学反应。"从理论上讲，这个概念听起来很简单，很容易实现，但事实远非如此。"我们仔细选择了光学元件，并通过试验和错误调整参数。甚至在建立了这个装置之后，我们还处理了由不需要的非线性光学效应和不充分的时间拉伸造成的各种光谱失真。在处理完这些问题后，我们终于看到了清晰的红外吸收光谱，这让我们欣喜若狂，通过UC-TSIR进行纳秒或微秒级的超快连续红外光谱测量可以解决传统光谱学方法无法解决的问题"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347757.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1347757.htm

科学家提出用黑洞碰撞数据来测量宇宙膨胀速度

科学家提出用黑洞碰撞数据来测量宇宙膨胀速度宇宙是如何进化的？芝加哥大学的天文学家提出了“spectralsiren”的方式，来探索这个问题的答案。黑洞就像是宇宙中的“回收站”，而科学家希望通过某种技巧收集这些消失的宇宙信息，从而揭示宇宙历史的奥秘。在最新的一项研究中，两名芝加哥大学的天文学家，提出了一种使用多组黑洞碰撞时观测到的数据，来测量宇宙扩张的速度。理论上这有助于帮助天文学家理解宇宙是如何进化的、宇宙是由哪些东西组成的，以及宇宙未来的发展趋势。尤其要指出的是，这两位天文学家认为这项名为“Spectralsiren”的新技术，或许能够揭示宇宙中难以捉摸的“青少年”时代的细节。宇宙膨胀的速度一直是重大的科学辩论主题，它在学术界也称之为“哈勃常熟”（HubbleConstant）。但目前宇宙膨胀率的测量方式有很多种，但得出的结果略有不同。为了帮助解决这一冲突，科学家们渴望找到衡量这一比率的替代方法。验证这个数字的准确性尤其重要，因为它会影响我们对宇宙年龄、历史和构成等基本问题的理解。这项新的研究提供了一种更新奇的方式，使用特殊的探测器来捕捉黑洞碰撞的宇宙回声。有时候两个黑洞会互相撞击，从而在时空中产生了一道穿越宇宙的涟漪。在地球上，美国激光干涉引力波天文台(LIGO)和意大利Virgo天文台可以拾取这些涟漪，这些涟漪被称为引力波（gravitationalwaves）。在过去几年时间里，LIGO和Virgo已经观测到了将近100起黑洞撞击事件。每次碰撞产生的引力波信号都包含有关黑洞质量的信息。然而，信号一直在穿越太空，在此期间宇宙已经膨胀，这改变了信号的特性。该论文的两位作者之一，芝加哥大学天体物理学家丹尼尔·霍尔兹（DanielHolz）解释说：“例如，如果你把一个黑洞放在宇宙的早期，它的信号会发生变化，它看起来像一个比实际更大的黑洞”。而这种方式可能提供了一个独特的窗口，用于观察其他测量手段无法观察到的宇宙“青少年”时期。如果科学家们能够找到一种方法来测量该信号如何变化，他们就可以计算出宇宙的膨胀率。问题是校准：他们怎么知道它与原来的变化有多大？在他们的新论文中，Holz和第一作者JoseMaríaEzquiaga建议他们可以使用我们关于整个黑洞种群的新知识作为校准工具。例如，目前的证据表明，大多数检测到的黑洞的质量是太阳质量的5到40倍。美国宇航局爱因斯坦博士后研究员和卡夫利宇宙物理研究所研究员Ezquiaga说：“所以我们测量附近黑洞的质量并了解它们的特征，然后我们再往远处看，看看那些更远的黑洞似乎发生了多大的变化，这可以让你测量宇宙的膨胀”。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1304919.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1304919.htm

科学家发现抗癌药物对细胞器的意外影响

科学家发现抗癌药物对细胞器的意外影响荧光图像显示细胞核（紫色）中有正常的核小体（亮橙色），周围有肌动蛋白丝（深蓝色）。图片来源：斯塔沃斯医学研究所格顿实验室塔玛拉-波塔波娃提供核糖体生物生成是最基本、最耗能的细胞过程之一，它是制造所有蛋白质的细胞机器的形成过程。对于癌细胞来说，这一过程至关重要。斯托沃斯医学研究所（StowersInstituteforMedicalResearch）最近在《eLife》杂志上发表的一项研究筛选了1000多种现有的抗癌药物，以评估它们如何影响核仁的结构和功能，核仁是制造核糖体的无处不在的细胞器。"所有细胞都必须制造蛋白质才能发挥作用，因此它们必须制造核糖体，而核糖体本身也是蛋白质复合物，"第一作者、研究员詹妮弗-格顿（JenniferGerton）博士实验室的研究专家塔玛拉-波塔波娃（TamaraPotapova）博士说，"在癌细胞中，核糖体的生产必须处于超速状态，以补偿需要更多蛋白质的高增殖率。"正常核仁及其在化疗药物抑制转录细胞周期蛋白依赖性激酶后的极端应激状态图解。图片来源：斯托沃斯医学研究所马克-米勒和塔玛拉-波塔波娃提供核小体是细胞核的一个特殊部分，它容纳核糖体DNA，核糖体RNA的产生和核糖体的组装主要在这里进行。核小体的外观差异很大，是这一过程总体健康状况的直观指标。因此，研究小组找到了一种利用这种变化的方法，并询问化疗药物如何影响核小体，从而导致核小体应激。格顿说："在这项研究中，我们不仅评估了抗癌药物如何改变核小体的外观，还确定了导致核小体形状不同的药物类别。这使我们能够根据核小体的外观创建一个分类系统，成为其他研究人员可以使用的资源。"由于癌症的特征是无节制的增殖，现有的大多数化疗药物都旨在减缓这种增殖。"我们的逻辑是，观察这些药物是否有意或无意地影响核糖体的生物生成，以及影响的程度如何，"波塔波娃说。"打击核糖体的生物生成可能是一把双刃剑--它会损害癌细胞的生存能力，同时改变正常细胞的蛋白质生产。"不同的药物会影响癌症生长的不同途径。那些影响核糖体生成的药物会诱发不同的核极应激状态，表现为容易看到的形态变化。然而，核极应激很难测量。荧光图像显示抑制转录酶或细胞周期蛋白依赖性激酶（CDK）的药物诱导的核极应激。左上角显示的是一个正常细胞，两种重要的核仁蛋白（品红色和绿色）和DNA（蓝色）都被染色。其余面板显示CDK或转录抑制药物对核小体的影响。图片来源：斯塔沃斯医学研究所格顿实验室塔玛拉-波塔波娃提供波塔波娃说："这是阻碍这一领域发展的问题之一。细胞可以有不同数量、不同大小和形状的核小体，要找到一个能完全描述"正常"核小体的单一参数一直是个挑战。开发这一工具（我们称之为"核小体正常性评分"）使我们能够精确测量核小体应力，其他实验室也可以用它来测量其实验模型中的核小体应力。"通过对核极应激抗癌化合物的全面筛选，研究小组特别发现了一类酶，即细胞周期蛋白依赖性激酶，抑制这类酶几乎可以完全破坏核仁。许多这类抑制剂在临床试验中都失败了，而它们对核仁的有害影响以前并没有得到充分认识。药物在临床试验中失败的原因往往是其脱靶效应可能导致过多的意外毒性。这意味着，针对一种途径设计的分子也可能影响另一种途径或抑制细胞功能所需的酶。在这项研究中，研究小组发现了对整个细胞器的影响。波塔波娃说："我希望这项研究至少能让人们进一步认识到，一些抗癌药物可能会对核仁造成意想不到的破坏，这种破坏可能非常突出。在新药研发过程中应考虑到这种可能性"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1379797.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1379797.htm

科学家发明测量水环境中纳米尺度的极微小力的新方法

科学家发明测量水环境中纳米尺度的极微小力的新方法超分辨光子力显微镜，用于探测纳米粒子与表面之间的超弱相互作用力。资料来源：LeiDing这项新技术采用了超分辨光子力显微镜（SRPFM），能够检测到水中小至108.2牛顿的力--如此微小的力相当于测量一个病毒的重量。北京航空航天大学的首席研究员王凡教授说，这种超灵敏测量的关键在于使用掺镧纳米粒子，通过光学镊子将其捕获，然后用来探测生物系统内的微小作用力。他说："了解这些微小的力对于研究生物力学过程至关重要，而生物力学过程是活细胞工作的基础。到目前为止，由于探针发热和信号微弱等因素，在液体环境中高精度测量如此微小的力是一项重大挑战。"王及其团队开发的SRPFM技术通过采用先进的纳米技术和计算技术解决了这些难题。通过利用神经网络驱动的超分辨率定位技术，研究小组能够精确测量纳米粒子在流体介质中如何受到微小力的作用而发生位移。这项研究的共同第一作者、皇家墨尔本理工大学的丁磊博士说，这项创新不仅提高了力测量的分辨率和灵敏度，还最大限度地降低了捕获纳米粒子所需的能量，从而减少了对生物样本的潜在损害。丁说："我们的方法可以检测到低至每平方根带宽1.8飞牛顿的力，这接近热噪声的理论极限。"这项研究的影响是巨大的，共同第一作者、北京航空航天大学的单旭晨博士补充道。单说："通过提供一种在分子水平上测量生物事件的新工具，这项技术可以彻底改变我们对一系列生物和物理现象的理解。这包括从蛋白质如何在人体细胞内发挥作用到早期检测疾病的新方法等方方面面。单该研究还探索了该技术在测量作用于单个纳米粒子的电泳力以及DNA分子与界面之间的相互作用力方面的应用，这对于开发先进的生物医学工程技术至关重要。研究小组的发现不仅为新的科学发现铺平了道路，而且还可能应用于开发新的纳米技术工具和提高生物医学诊断的灵敏度。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1436099.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1436099.htm