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外尔物理量子模拟取得重要进展

中国科学技术大学潘建伟团队与北京大学团队合作，在超冷原子模拟拓扑量子材料方面取得重要进展。研究团队在国际上首次利用超冷原子体系实现了三维自旋轨道耦合，并构造出有且仅有一对外尔点的理想外尔半金属能带结构。研究成果于4月16日以研究长文的形式发表在国际学术期刊《科学》杂志上。

外尔半金属是一类重要的拓扑物态，其能带中的外尔点结构具有许多奇异的性质：它是一种拓扑磁单极子，且总是成对出现，在其附近的低能激发的运动模式符合“外尔费米子”的方程，最早于1929年由德国科学家赫尔曼·外尔提出。有且仅有两个外尔点的外尔半金属——理想外尔半金属，是外尔半金属“家族”中最基础的一员。在凝聚态材料中，尽管近几年外尔半金属材料取得诸多重要进展，这种仅有两个外尔点的外尔半金属尚未实现。

实现外尔半金属等高维拓扑物态的模拟，三维自旋轨道耦合是其必要条件。这意味着需要构建更加复杂的三维非阿贝尔规范势，一直是超冷原子量子模拟领域的重大挑战。由于该工作开启了超越传统凝聚态物理的外尔型拓扑物理的量子模拟，《科学》杂志在同期的视点栏目专门配发了评论文章，审稿人对这一工作给予了高度评价，认为这项工作“为冷原子体系研究外尔物理中的新奇现象打开了新的方向”。

据介绍，在该研究工作的基础上，研究团队将进一步开展外尔半金属中更奇特的现象和物理过程的探索。该工作的技术方案也可以推广到费米子体系，开展强关联拓扑物理的研究。该成果有望极大推动量子模拟领域的发展。

新型深水沉积物柱状取样系统通过海试验收

近日，中国科学院海洋研究所自主研发的“中科海开拓”系列3500米级深水可视化可控沉积物柱状取样系统，在南海获取单柱、连续、低扰动沉积物柱状样品15.83米，顺利通过海试验收，并入列“海洋地质九号”地球物理勘探船。

科研人员介绍，传统的海底沉积物取样主要依靠重力活塞取样器，它是完全依靠重力获取沉积物样品，取样前科研人员对能取到多少样品、海底底质等都不清楚，是“盲采样”。

在南海获取单柱、连续、低扰动沉积物柱状样品15.83米

而此套完全国产化的沉积物柱状取样系统实现了可视化，科研人员能清楚看到要取样的海底底质如何。此外，它具有声学通信控制等功能，可调整插入的姿态和方位，以偏东40度或者垂直90度插入海底沉积物获取样品，取样长度可在插入沉积物后继续调整。

此外，这套沉积物柱状取样系统降低了对作业海况的等级要求，可搭载多类水下传感器，在不显著增加自身重量前提下，能完成连续且低扰动的柱状沉积物定点采样、沉积物多层温度探测、打桩基和布设小型海底空间站等工作。

中国科学院海洋研究所表示，这套自主研发沉积物柱状取样系统的海试成功和成果转化，将为我国海洋科学研究提供更加有力的数据和样品支撑。

科学家鉴别到东亚人群精神分裂症易感基因

精神分裂症的遗传力高达80%，表明遗传风险因素在精神分裂症中起主要作用。来自中国科学院昆明动物研究所的科研团队通过精神分裂症整合组学研究，鉴别到精神分裂症的易感基因，研究成果近日发表在著名国际期刊《精神分裂症通报》上。

过去的数十年间，精神分裂症全基因组范围内的关联研究已鉴别到系列风险遗传变异，但由于遗传异质性和连锁不平衡，如何从关联研究发现的基因座中进一步鉴别风险基因仍然是个挑战。整合组学研究为风险基因的鉴别提供了一种可行的方法，通过整合大规模的关联研究和表达数量性状基因座数据，目前已经报道了多个精神分裂症风险基因，但目前相关数据主要来自欧洲人群。

最近，课题组利用整合组学研究方法，对来自亚洲人群的关联研究和基因座进行了整合分析，鉴定到东亚人群特异的精神分裂症风险易感基因TMEM180。不同的整合分析均提示此基因的表达降低与精神分裂症风险显著相关。进一步的表达分析表明它在精神分裂症患者中表达显著下调。此外，此基因在精神分裂症患者大脑中表达显著降低。利用神经干细胞模型进行增殖、分化实验，以及转录组分析等手段，探索它在精神分裂症发病中的作用，结果表明TMEM180表达敲低造成神经发育异常，并影响发育和突触传递等精神分裂症相关通路。

此次研究还结合神经干细胞模型，进一步阐明这个风险基因在精神分裂症发生中的潜在致病机理，同时研究也表明了在东亚人群中推进相关研究的重要性和迫切性。

西藏玛不错遗址考古获新发现

考古学者通过对西藏玛不错遗址的考古研究发现，来自东亚的人群在距今4000年前已定居青藏高原腹地。

以西藏自治区文物保护研究所、中国科学院青藏高原研究所组成的玛不错遗址联合考古工作队于2020年6月至7月对玛不错遗址进行考古发掘。此次发掘区分为Ⅰ区和Ⅱ区，Ⅰ区墓葬区共发掘了4座墓葬，均为石棺墓；Ⅱ区发现有烧火遗迹，似是火塘。

考古人员介绍，Ⅰ区遗址地层堆积丰厚，其中包含有大量的木炭、动物骨骼、陶片、水晶石器和少量骨器、骨蚌饰品等遗物。相比而言，石器的数量极少，不见较为典型的用石片和砾石制作的工具和细石器。目前可辨的陶器形制为圈足和平底，未发现完整器；陶片多数为泥质灰陶(灰黑陶)、褐陶(红褐陶)，器型可能有罐、盘（盆）或钵，装饰纹样以刻划纹为主，还有戳点纹、压印纹、抹划纹等。

寻找和合成极端条件下的原子核是当前核物理研究的重要课题

对2020年考古发掘的初步研究表明，玛不错遗址是目前所知世界上海拔最高的新石器时代遗址，也是海拔最高的湖滨渔猎文化遗址，来自东亚的人群在距今4000年前已定居于青藏高原腹地。从已出土的陶器残片、骨器、石器组合特征看，该遗址反映出的考古学文化有别于目前所知西藏新石器时代其他考古学文化遗存，应是一种新的西藏新石器时代文化类型。

玛不错遗址的发掘将对建立高原腹地，乃至西藏史前考古学文化的序列与演进具有重要意义。它将填补西藏新石器时代考古学文化的空间分布和时间序列，为构建西藏史前考古学文化框架和重建史前西藏社会历史发挥重要作用。

科学家合成新核素铀-214

近日，中国科学院近代物理研究所研究团队首次合成新核素铀-214，并在重核区首次发现强的质子-中子相互作用导致α衰变中α粒子形成概率显著增强的现象。相关研究于4月14日发表在《物理评论快报》。

寻找和合成极端条件下的原子核是当前核物理研究的重要课题。α衰变是重核区原子核的普遍衰变模式，虽然α衰变规律已经被研究了100多年，但是原子核理论依然无法完美解释：α粒子究竟是如何在原子核中形成的？它的形成又受到哪些原子核结构性质的影响？因此，α衰变谱学不仅是用来鉴别重核和超重核素的有利工具，也是研究原子核结构信息的有效方法。

研究人员利用兰州重离子加速器的充气反冲核谱仪——SHANS装置，在N=126附近的轻锕系核区首次合成了新核素铀-214，并精确测量了铀-216、铀-218的α衰变性质。其中，新核素铀-214仅观察到两条α衰变链，是目前SHANS谱仪上合成的新核素中反应截面最低的原子核，也是目前发现的最轻的铀的同位素。

根据新测量的实验数据，研究人员首次在重核区发现了强的质子-中子相互作用导致α衰变中α粒子形成概率显著增强的现象。这预示着在极端缺中子的超铀核区存在类似的效应，有助于促进对原子核α衰变过程中α粒子预形成物理机制的理解。