玩梗成真了?《自然》子刊:足球或有助于囚犯改造|环球科学要闻

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· 物理学 ·
中科大将磁力测量的灵敏度提高了2500倍


对于量子精密测量技术而言,更长的相干时间通常意味着更高的测量性能,例如更高的磁力计灵敏度和原子钟精度。然而,局部噪声和磁场不均匀性等不利因素会破坏量子系统的相干性,限制其相干时间。因此,如何增强量子系统的相干时间一直是一个具有挑战性的科学问题。


中科大彭新华教授、江敏副教授团队提出了基于协同自旋的量子相干增强技术。该方案通过铷原子(碱金属原子)测量氙原子(惰性气体)的核自旋,再将信号转化为磁场,实时反馈到核自旋上。在这种情况下,单个核自旋可以根据集体的状态校正自身的相位误差,他们用这种方法将氙原子相干时间从30秒延长到540秒。他们还利用该技术改进了磁力计,并将磁力计对磁场的灵敏度提升了2500倍。研究人员表示,这种灵敏度极强的探测器或能用于暗物质、第五种基本相互作用和超越标准模型等基础物理研究。相关论文发表在《物理评论快报》Physical Review Letters)上。(中科大新闻网)



· 行为学 ·

足球或有助于囚犯改造


“结对项目”(The Twinning Project)是一项针对监狱囚犯的教育项目,在英国发起,现在也在美国、意大利、澳大利亚和南非开展。该项目计划将监狱和当地的足球俱乐部(包括英国的利物浦足球俱乐部、曼联足球俱乐部和切尔西足球俱乐部)结对,用足球改善入狱者的身心健康,帮助他们改善人际关系,并帮助他们学习重返社会的技能。近日一篇发表在《自然·人类行为》Nature Human Behaviour)上的论文调查了这个项目的效果。


研究人员调查了45个英国监狱,对比了676名参与囚犯和1874名未参与囚犯的行为。结果显示参与“结对项目”的囚犯在狱中的违规行为通常会减少,整体行为会改善。研究人员还在线调查了1797名雇主,了解哪些因素会影响他们雇佣有前科者的意愿。结果发现,雇主更愿意雇佣那些完成过“结对项目”等教育项目的有前科者。



· 神经科学 ·

与人类大脑演化有关的基因与人类发育障碍之间存在联系


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实验中,在小鼠大脑中发育的人类神经元树突结构。图片来源:Baptiste Libé-Philippot, 2024


相较于其它哺乳动物,人类大脑的发育时间显著延长,这在人类演化过程中至关重要。近日,一项发表在《神经元》Neuron)杂志上的研究发现,两种仅存在于人类DNA中的基因与另一种与智力障碍和孤独症谱系障碍密切相关的基因之间存在联系,揭示了人类大脑演化与神经发育障碍之间的直接联系


研究者针对两种人类特有的基因展开了研究:SRGAP2BSRGAP2C。此前的研究发现,将这两种基因导入小鼠大脑皮层的神经元可显著减缓小鼠神经突触的发育。在这项研究中,研究人员将关闭了这两种基因的人类神经元,移植入了小鼠大脑中,结果发现这些人类神经元的神经突触仅用18个月就发育成了与5~10岁人类儿童大脑中神经突触发育程度相当的水平。进一步研究发现,SRGAP2BSRGAP2C共同控制着人类神经突触的发育速度。此外,研究者还发现这两种基因与SYNGAP1基因之间存在联系,SYNGAP1的突变与智力障碍和孤独症谱系障碍相关。SRGAP2BSRGAP2C能提高SYNGAP1的表达水平,甚至能逆转缺乏SYNGAP1蛋白的神经元的某些缺陷。这一发现加深了我们对人类特有的基因和分子如何影响神经发育疾病通路的理解。(VLAAMS INSTITUUT VOOR BIOTECHNOLOGIE)


· 神经科学 ·
轻轻一嗅识别气味


人类嗅觉经常被认为是我们反应最慢的感官,部分原因是快速化学动态带来的嗅觉感知的变化难以测量。根据《自然·人类行为》Nature Human Behaviour)的一篇论文,人类可以在一次嗅闻中分辨按顺序释放的不同气味,速度比以前认为的快近10倍。


研究人员制作了一个仪器,能以高精确度(18毫秒内)将气味递送到人类的鼻子。他们请229位参与者按顺序区别两种不同气味——包括类似于苹果、洋葱、柠檬、花香气味的化合物——这些气味以特定顺序或逆序呈递,气味间有不同的时间间隔。在另一项实验中,参与者对气味的混合物与其单独成分间的相似性进行评分。结果发现,参与者只需一次嗅闻(通常持续1-3秒),就能分辨出以一个顺序然后再逆序呈递、间隔仅60毫秒的两种气味。他们还发现,当递送两种气味成分的间隔时间延长到100-200毫秒之间时,参与者会报告混合物闻起来更像先呈递的成分,而非后面的成分。这表明一种气味的成分到达鼻子的顺序对于识别气味特征很重要。作者认为,我们的嗅觉感知比此前认为的要快得多,速度类似于对颜色的感知。



· 航天 ·
欧罗巴快船号发射升空

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猎鹰重型火箭将“欧罗巴快船”送入太空。图片来源:NASA TV

美国东部时间10月14日,美国航空航天局(NASA)执行木卫二探测任务的“欧罗巴快船”探测器搭载SpaceX猎鹰重型火箭,于下午12:06从NASA位于美国佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射升空。约4分钟后,火箭第二级与核心助推器分离。再经历58分钟后,“欧罗巴快船”按计划进入星际轨道。

按照计划,“欧罗巴快船”将在2025年2月飞越火星,于2026年12月再次飞跃地球,以获得足够的速度在2030年4月进入木星轨道。随后经过一系列轨道修正,飞船将数次飞跃木卫二,并对其进行科学探测。“欧罗巴快船”的任务预计在2034年9月结束,届时飞船将撞向木卫三。(Space.com)


撰写:王昱、冬鸢
编辑:王昱、冬鸢
封面图来源:Pixabay