作者:田天 来源:科学时报 发布时间:2009-11-10 8:15:34
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10月29日《自然》杂志精选

 
封面故事:“有质动力”的一种新形式
 
1957年发表于Nature杂志的一篇论文,曾描述了作用在洛伦兹电磁力方程所产生的一个非均匀电场中带电粒子上的一种力。研究人员很快意识到,这种被称为“有质动力”的力有可能被用来束缚和控制电子。但是,这种力很弱,而且直到现代激光出现之后,它才在粒子加速器和惯性约束聚变装置中得到利用。现在,这种力的一种新的存在形式已经被发现。Ulrich Eichman等人对作用在短脉冲激光场中的中性原子上的以前没有被人们考虑过的强运动力进行了观察。作用在电子上的“有质动力”是它们的驱动机制,能造成中性原子的超强加速,加速作用比地球引力加速大14个数量级。如此强的一种力可能导致基础物理和应用物理中新应用的问世。本期封面所示为在与一个聚焦的激光束相互作用后中性氦原子所发生的偏移。
 
地球上水的起源问题
 
水是地球上的生物所必需的,所以“水是从哪里来”的问题是一个人们相当感兴趣的问题。Francis Albarede对有关下面这个假设的证据进行了分析:在导致月球形成的巨大碰撞发生之时,撞击的天体和原始地球基本上都是干的,只是在过了很长时间之后通过从小行星带不断吸积湿的东西才获得了挥发性物质。他的结论是,这种水向地幔中的引入可能触发了板块构造,而且这一机制对年轻的金星也可能曾发挥过作用,但对火星似乎未能起作用。
 
基因组演化的速度和模式
 
在一项实验中,研究人员在实验室中培养了一批大肠杆菌,它们在近20年时间里一直以葡萄糖为一种限制性营养物。这项实验为研究基因组演化的速度和模式提供了一个机会。大肠杆菌克隆的基因组分别在2000代、5000代、10000代、15000代、20000代和40000代后被取样。适应性的发展加速极快,但基因组演化在20000代几乎是不变的。这样的一致性被认为是中性演化的特点,但来自几个方面的证据都表明,这些突变大部分都是有益的。这个种群后来突变速度加快,并且积累了数百个另外的、以中性为特征的突变。显然,基因组演化和适应性演化之间的耦合是一个复杂的问题。
 
减小电子自旋与其环境相互作用噪音的方式
 
如果固体物质中的电子自旋要在量子计算机中得到利用,就需要减小不可避免会随自旋与其环境相互作用出现的量子“噪音”。现在,在发生脉冲式电子顺磁共振的丙二酸单晶中所做的实验表明,这是可以做到的。利用外部脉冲诱导电子自旋去“翻转”最佳的次数,会使其与环境相互作用所产生的噪音均匀化至零,而且自旋相干性所维持的时间尺度也得到显著增加——在所研究的体系中从0.04微秒增加到了30微秒。
 
鸟类磁定向能力与其眼睛有关
 
鸟儿怎样找到回家的路?所有人都同意动物能够利用地球磁场来形成一个体内“罗盘”以感应方向的说法,但人们观点的一致性也就到此为止。一些研究人员提出这样一个观点:磁性是由鸟喙中连接到三叉神经上的磁体来探测的;另一些研究人员则认为,磁性是通过眼睛经由一个复杂的光敏机制来传导的。对后一个观点(即有关眼睛所起作用的观点)的支持,来自对欧洲知更鸟的一项神经外科和行为学研究。在脑中一个被称为“cluster N”的中心有病灶的鸟被发现缺乏磁定向能力。而且至少在这种候鸟中,其喙中假设存在的磁受体在磁性罗盘定向中没有起作用。
 
宿主—细菌相互作用现象
 
本期Nature上两篇论文凸显了有关小肠细菌与其宿主相互作用的研究工作的价值。最新证据表明,小肠有益菌的产物能抵抗炎症和I型糖尿病。结肠中的共生菌已知能发酵食物纤维产生短链脂肪酸,而现在对一个小鼠结肠炎模型所作的一项研究表明,这些脂肪酸能够通过刺激嗜中性细胞上的化学吸引剂受体GPR43来抑制先天性和炎性反应。这说明短链脂肪酸与GPR43之间的相互作用为操控免疫反应的一个可能的目标。来自omega-3脂肪酸的局部发挥作用的Resolvins已被发现是消炎调控因子。现在,对一个小鼠腹腔脓毒症模型所作的研究表明,Resolvin D2(RvD2)抑制嗜中性细胞向发炎处的运送,降低白细胞与内皮细胞的相互作用。RvD2的细胞和分子作用转变成急剧增加的存活率。这一发现表明,RvD2是一种强效消炎药物,同时也提出了不会降低宿主防卫能力的新治疗方法。
 
(田天/编译,更多信息请访问www.naturechina.com/st)
 
《科学时报》 (2009-11-10 A4 国际)
 
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