Nature

2022-03-29 23:05:38
科学中国人·上半月 2022年1期
关键词:磁感应量子流体

迁徙鸣禽隐花色素蛋白的磁感应

Nature封面:量子罗盘。Nature杂志第7864期封面文章报道了一种蛋白的量子特性,该蛋白或许能成为迁徙鸣禽罗盘的候选对象。牛津大学和奥尔登堡大学的研究团队研究了迁徙欧亚鸲(Erithacus rubecul)视网膜中发现的隐花色素蛋白(ErCRY4),发现它可能具有成为光依赖罗盘所需的磁感应能力。文章鉴定出ErCRY4在体外会发生光驱动化学反应,反应引发的量子效应或能实现对磁信号的感应。研究还发现,相比不迁徙的鸽子和鸡,鸲的这个分子磁感应更强,并认为其可能是帮助鸲导航的关键要素。

细胞流体学

Nature封面:基于细胞流体学的仿生物脉管系统艺术示意图。Nature杂志第7865期封面文章报道了一种由小方格(或称“unit cell”)拼凑而成的仿生物平台,该平台创建的3D网络能模拟自然界的部分流体输送系统。研究团队将他们的方法称为“细胞流体学”(cellular fluidics),并利用3D打印创建了毫米级的方格细胞作为该网络的基本单元。液体在该组装系统内的转运通过受控的毛细管作用实现。为了演示该系统,研究团队组装了一个树状结构,该结构能持续不断地将“根部”蓄水池的液体转运到“树枝”,再从树枝上蒸发掉,借此模拟蒸腾作用。

人类数据

Nature封面:人類数据。Nature杂志第7866期特刊报道了计算社会科学这一蓬勃发展领域的可能性及挑战。计算社会科学是一个快速发展的研究领域,该学科使用大数据集分析来解决各种社会问题。当前,数字设备可以实时接入关于移动、购物和社交互动的大量在线数据,这些数据提供了前所未有的资源,可用于趋势追踪、预测和决策指导。这期系列文章解读了该新兴领域的总体情况。从传染病机制建模到对数据集潜在偏见的评估,研究者正迎来巨大机遇,有望回答关键的社会问题,前提是能掌握好数据质量和数据隐私之间的精细平衡。

量子运动

Nature封面:一个直径150纳米的玻璃纳米粒悬浮在作为光阱的微观物体之上。Nature杂志第7867期封面文章报道了这个被捕获的纳米粒能通过基于测量的量子控制,从室温冷却至接近量子基态。当纳米粒被光阱俘获时,研究团队捕获了纳米粒的光散射,这能让他们在确保任何基于测量的效应最小化的同时,连续测量纳米粒的位置,而基于测量的效应可能会干扰纳米粒。研究人员将确定的纳米粒轨迹再输入这个调控系统(电场),并对轨迹进行实时调控,从而降低粒子能量,实现冷却。在另一项类似实验中,Lukas Novotny和同事利用冷冻超高真空装置实现了该冷却效应。

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