《物理评论A》

制造用于测量超高激光强度的激光等离子体中正电子

俄罗斯圣彼得堡国立大学研究人员制造了用于测量超高激光强度的激光等离子体中正电子。相关研究成果近日发表于《物理评论A》。

研究人员探讨了通过测量正电子产率提取超高激光强度的可能性。研究团队基于两种过程的量子电动力学（QED）速率的数值模拟，提供了在不同设置下正电子总数作为激光强度函数的数据，一种是单个聚焦激光脉冲，另一种是两个反向传播脉冲的组合。作为种子粒子，研究人员考虑了自由电子气体和中性Xe原子气体。

该研究特别关注了超高激光强度下可能发生的对产生级联过程。结果表明，在正电子产生的阈值附近，QED级联的贡献并不显著——存在一个广泛的强度范围，其中激光场能产生大量正电子，但尚未触发级联过程。在这个范围内，强度诊断尤为准确。通过调整实验装置的几何形状，可以改变相应的激光强度阈值，从而最大限度地提高诊断方案的准确性。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1103/PhysRevA.110.013111

《自然》

二维伊辛自旋玻璃的量子跃迁

意大利罗马大学的Giorgio Parisi研究小组与西班牙马德里康普顿斯大学的Isidoro González-Adalid Pemartín等人合作，对二维伊辛自旋玻璃的量子跃迁进行了研究。相关研究成果近日发表于《自然》。

据悉，量子退火炉是一种商用设备，旨在解决困难的计算问题，特别是那些涉及自旋玻璃的问题。就像在冶金退火中，铁质金属被缓慢冷却一样，量子退火通过在尽可能低的温度下缓慢地去除横向磁场来寻求良好的解决方案。移除场会减少量子涨落，迫使系统越过将无序相与自旋玻璃相分开的临界点。目前，仍然缺乏对这一相变的充分认识。一个有争议的关键问题是关于基态和第一激发态之间能隙的闭合。与经典计算机相比，实现指数级加速的所有希望都建立在这样一个假设上，即自旋的数量会以代数方式关闭能隙。然而，重整化群计算预测存在一个无限随机不动点。

研究团队通过极端尺度的数值模拟解决这个争论，发现双方都掌握了部分真相。虽然在临界点处能隙的闭合确实是超代数的，但如果限制可能激发的对称性，它仍然是代数的。由于这种对称性限制在实验上是可以实现的，量子退火范式仍然有希望。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07647-y

脑干神经元控制过敏原诱导的气道高反应性

美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校科研团队研究提出脑干Dbh+神经元能够控制过敏原诱导的气道高反应性。相关研究成果近日在线发表于《自然》。

据介绍，反复接触过敏原引发的气道过度收缩，也称为高反应性，是哮喘的标志。尽管已知迷走神经感觉神经元在过敏原诱导的高反应性中起作用，但下游节点的身份仍然知之甚少。

研究人员绘制了从肺部到脑干再回到肺部的完整过敏原回路。反复暴露于吸入性过敏原的小鼠以肥大细胞、白细胞介素-4（IL-4）和迷走神经依赖的方式激活了孤束（nTS）神经元的核。通过单核RNA测序，随后在基线和过敏原挑战时进行RNAscope分析，表明Dbh+ nTS群体被优先激活。Dbh+ nTS神经元的消融或化学灭活会减弱高反应性，而化学发生激活则会促进高反应性。

病毒追踪表明，Dbh+ nTS神经元投射到伏隔核（NA），NA神经元是将过敏原信号传递给直接驱动气道收缩的节后神经元所必需的。将去甲肾上腺素拮抗剂输送到NA可以减弱高反应性，表明去甲肾上腺素是Dbh+ nTS和NA之间的递质。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07608-5

《自然-细胞生物学》

RNA通过与GM130形成缩聚体维持高尔基体带完整性

美国得克萨斯大学西南医学中心Joachim Seemann小组发现RNA通过与GM130形成缩聚体维持高尔基体带完整性。相关研究成果近日发表于《自然-细胞生物学》。

研究人员发现带状结构是由RNA和高尔基体基质蛋白GM130（GOLGA2）的生物分子凝聚体维持的。研究发现GM130是一种RNA膜结合蛋白，可直接将RNA和相关RNA结合蛋白招募到高尔基体膜上。细胞中RNA或GM130的急性降解会破坏带状结构。在应激条件下，RNA与GM130分离，带状结构脱节，但细胞从应激中恢复后，带状结构又会恢复。当GM130在细胞中过度表达时，会形成依赖于RNA的液态凝结物。

GM130的氨基末端含有一个固有无序结构域，该结构域与RNA结合后诱导液-液相分离。这些共凝结体足以连接纯化的高尔基体膜，将横向连接的膜堆叠重建为带状结构。这些研究表明，RNA是一种结构性生物聚合物，它与GM130一起维持高尔基体带状结构的完整性。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41556-024-01447-2