應(yīng)用研究結(jié)奇葩

關(guān) 毅（本刊特約記者）

新年伊始，萬象更新。正如悄然來臨的2012年一樣，基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的交融也在不經(jīng)意間為我們展現(xiàn)了一朵朵科學(xué)奇葩。就在年初，科學(xué)家們設(shè)計出世界上最細(xì)的納米導(dǎo)線，為量子計算機(jī)的研制又添了一把柴；可捕獲損失能量的新型太陽能電池的問世，為新一代更高效太陽能電池的開發(fā)鋪平了道路；因?yàn)榘l(fā)明了世界上最小的“耳朵”，將開啟“聲學(xué)顯微術(shù)”這一全新領(lǐng)域；而科學(xué)家合成抗瘧藥物青蒿素的新方法，將使全球成千上萬的瘧疾患者掙脫死神的懷抱。基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究就如同水和魚的關(guān)系。沒有水也就談不上魚，但哪個漁夫不想多打幾條魚呢？愿水更深、魚更肥。

科學(xué)家設(shè)計出世界上最細(xì)的納米導(dǎo)線

澳大利亞和美國科學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)2012年1月6日在美國《科學(xué)》雜志上報告說，他們成功設(shè)計出迄今世界上最細(xì)的納米導(dǎo)線，厚度僅為人類頭發(fā)的萬分之一，但導(dǎo)電能力可與傳統(tǒng)銅導(dǎo)線相媲美。這項(xiàng)技術(shù)有望應(yīng)用于量子計算機(jī)研制領(lǐng)域。

過去40多年來，工業(yè)界不斷研發(fā)制造更小尺度的晶體管、導(dǎo)線等元件，以開發(fā)更先進(jìn)的計算機(jī)。然而，元件達(dá)到原子尺度后問題顯而易見：隨著電路變得越來越小，電阻相對于電荷而言常常過大，使得電荷難以流動形成電流。也就是說，量子效應(yīng)會在接近納米尺度時限制電子設(shè)備的按比例縮減。

為解決這一問題，澳大利亞新南威爾士大學(xué)、墨爾本大學(xué)以及美國珀杜大學(xué)的科學(xué)家利用精心設(shè)計的原子精度掃描隧道顯微鏡，在硅表面以1 nm間隔只安放1個磷原子的方式制備了納米導(dǎo)線，其寬度相當(dāng)于4個硅原子，高度相當(dāng)于1個硅原子。通過這種方式設(shè)計的納米導(dǎo)線可以使電子自由流動，有效解決了電阻問題。

“我們的技術(shù)表明，（計算機(jī)）元件可以降低到原子尺度，”領(lǐng)導(dǎo)研究的新南威爾士大學(xué)博士生本特·韋伯表示，“感覺好極了，這是個巨大突破，我們都非常激動。”

韋伯的導(dǎo)師米切爾·斯蒙斯表示，量子計算機(jī)可能還需要10多年才能問世，不過，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)設(shè)定了目標(biāo)：將磷原子作為最小信息單位——就像傳統(tǒng)計算機(jī)中的比特一樣，研制出磷基量子計算機(jī)。

量子計算機(jī)是建立在量子力學(xué)規(guī)律基礎(chǔ)上的計算機(jī)，它與傳統(tǒng)計算機(jī)的一個主要區(qū)別是，傳統(tǒng)計算機(jī)只使用1和0兩種狀態(tài)來記錄數(shù)據(jù)和進(jìn)行計算，而量子計算機(jī)可以同時使用多個不同的量子態(tài)，因此具有更大的信息存儲和處理能力，被認(rèn)為是未來計算機(jī)發(fā)展的方向。

中國陡山沱化石并非硫珠菌，可能代表了迄今發(fā)現(xiàn)的最古老動物

5.7億年前，一些生物體在今天的中國南方神秘地死去。隨著它們的死亡，這些細(xì)胞腐爛并通過一個被稱為磷酸化的過程形成了自己的鹽副本。當(dāng)這些所謂的陡山沱化石在1997年被發(fā)掘出土后，它們的發(fā)現(xiàn)者相信，這些死亡的細(xì)胞是早期的動物胚胎，這將使它們成為迄今發(fā)現(xiàn)的最古老動物。有些科學(xué)家則認(rèn)為，它們并不是動物，而只是一些被稱為硫珠菌（Thiomargarita）的大型硫代謝細(xì)菌。沒有人知道這些化石到底是什么，但是一個研究小組如今提出，如果你看一下死亡的硫珠菌細(xì)胞，就會發(fā)現(xiàn)它們與陡山沱化石一點(diǎn)都不像，表明這些遺跡并不是細(xì)菌。

因此英國布里斯托大學(xué)的古生物學(xué)家Philip Donoghue和同事決定研究死亡的硫珠菌和死亡的胚胎是如何“散架”的。Donoghue表示，在一種受控的方式下這樣做是很困難的。“很多人做這種實(shí)驗(yàn)會把樣品黏在一個桶里，并觀察它的腐爛。”實(shí)際過程非常復(fù)雜，包括存在于環(huán)境中的細(xì)菌、真菌和某些礦物質(zhì)。他說，當(dāng)研究小組試圖用硫珠菌完成他們的試驗(yàn)時，“我們試著用很多手段來殺死這種細(xì)菌”。盡管研究人員采用了有毒化合物、藥物以及極端條件，例如高溫，但“它耐受住了我們所有的努力”。最終，研究人員放棄了，轉(zhuǎn)而尋找之前死亡的硫珠菌，在沉積物樣本中發(fā)現(xiàn)不同死亡階段和腐爛細(xì)菌的例證。

利用來自一部同步加速器的X射線，研究人員獲得了死亡硫珠菌、死亡海膽胚胎，以及一些原始陡山沱化石的三維圖像。他們在2011年12月6日的英國《皇家學(xué)會學(xué)報B卷》上報告說，部分死亡和完全死亡的細(xì)菌圖像看起來與著名的化石一點(diǎn)也不一樣。首先，硫珠菌細(xì)胞在腐爛后變成了空球體，而陡山沱化石表現(xiàn)出了大量內(nèi)部結(jié)構(gòu)的證據(jù)。

Donoghue認(rèn)為，陡山沱化石很可能是通過模板保存的——這一過程是指生活在海洋中的細(xì)菌通過一層生物膜包裹在大型死亡生物體的表面。當(dāng)生物膜中的細(xì)菌死亡后，它們的細(xì)胞會成為磷酸鹽，并呈現(xiàn)出大型生物體的形狀。因此當(dāng)研究人員發(fā)現(xiàn)這些化石時，它們實(shí)際上看到的是生物膜外衣的殘留物，而非最初的生物體。

研究人員嘗試著復(fù)制這一過程，其在海膽胚胎中很成功，但當(dāng)Donoghue的研究小組試圖在硫珠菌上形成一個生物膜時，這一過程并不是很有效。硫珠菌細(xì)胞并沒有留下自己的模板，而是“崩潰”了。因此作者斷定，陡山沱化石不可能是硫珠菌。

南非發(fā)現(xiàn)7.7萬年前的床

一個研究小組宣布，他們在南非發(fā)現(xiàn)了已知最早的床鋪——它們是由植物材料制成的，距今約7.7萬年，這比之前的人類寢具證據(jù)提前了5萬年。這些早期的床鋪顯然是為了抵抗蚊子和其他昆蟲而特別準(zhǔn)備的。

人類的早期成員智人可謂是游牧民族，以打獵和采集果實(shí)為生。當(dāng)然他們也會建立一些臨時性的營地，用來烹煮食物和過夜。在這些營地中，最有名的要數(shù)位于南非德班以北40km的Sibudu山洞了，這是位于懸崖下的一處巖石庇護(hù)所。這里最早在7.7萬年前便有人類居住，并在接下來的4萬年里一直“香火不斷”。1998年，由約翰內(nèi)斯堡市威特沃特斯蘭德大學(xué)的古人類學(xué)家Lyn Wadley率領(lǐng)的一個研究小組開始對Sibudu山洞進(jìn)行發(fā)掘工作，并找到了大量人類復(fù)雜行為的證據(jù)，包括已知最早的弓和箭。

在過去的幾年里，研究小組發(fā)現(xiàn)許多條狀考古層具有約1 cm厚的植物遺存，其中包括莖和葉的殘骸。大多數(shù)的考古層都至少覆蓋了約3 m2的面積。研究小組懷疑，它們可能是床鋪的遺跡。之前最早的寢具證據(jù)發(fā)現(xiàn)于西班牙、南非和以色列，僅有2萬到3萬年的歷史，在這些遺址中也都無一例外地發(fā)現(xiàn)了植物的殘骸。

為了找到問題的答案，研究人員將這些遺跡放到了顯微鏡底下。在最近出版的美國Science雜志上，Wadley和她的同事報告說，研究人員使用了兩種復(fù)雜的考古學(xué)技術(shù)：植物化石分析，旨在鑒別植物的種類；以及微觀形態(tài)學(xué)分析，目的是對考古學(xué)遺跡進(jìn)行高分辨率分析。

研究小組發(fā)現(xiàn)，這些距今5.8萬到7.7萬年的考古層是由莎草、燈心草和草構(gòu)成的。這些植物并非干燥的巖石庇護(hù)所能夠生長的，因此研究人員推斷，必定是古人類將它們有選擇地帶到洞里來。在顯微鏡下，這些植物殘骸表現(xiàn)出了被擠壓和反復(fù)踩踏的痕跡。在距今7.7萬年的考古層中，研究小組還找到了角桂樹的葉子——作為傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的一部分，它們被使用至今。這些葉片包含有多種化學(xué)物質(zhì)，能夠殺死昆蟲，因此研究人員推測，早期人類可能用這些葉子保護(hù)自己免遭攜帶瘧原蟲的蚊子和其他害蟲的侵襲。

新型太陽能電池可捕獲損失能量，為研制新一代高效太陽能電池奠定基礎(chǔ)

研究人員日前研制出一種新型太陽能電池，能夠捕捉到陽光中通常以熱量損失掉的額外能量。迄今為止，這種新型太陽能電池將陽光轉(zhuǎn)化為電能的效率依然低于商用太陽能電池。然而如果這一過程得到改進(jìn)，將為研制新一代更高效的太陽能電池鋪平道路。

對大多數(shù)材料而言，陽光的光子向電能的轉(zhuǎn)化已被充分搞清。不同顏色的光子具有不同的能量。在可見光區(qū)，紅色與橙色光子具有較少的能量，然而藍(lán)色、紫色和紫外光子攜帶了較多的能量。當(dāng)高能光子接觸到太陽能電池中的半導(dǎo)體材料時，它們便會把這種能量轉(zhuǎn)移給半導(dǎo)體電子，從而將其從靜止?fàn)顟B(tài)激發(fā)，并形成電流。在許多情況下，紫光和紫外線的高能光子攜帶的能量要多于形成電流所需的能量。但是這些額外的能量都以熱量的形式損失了。

幾年前，來自多個研究小組的科學(xué)家報告說，陽光中的高能光子實(shí)際上能夠激發(fā)不止一個電子，前提是它們所碰到的半導(dǎo)體由一種名為量子點(diǎn)的納米級微粒構(gòu)成。這一過程——被稱為多重激子發(fā)生（MEG）——為研究人員通過收集這些額外的電荷從而改進(jìn)太陽能電池的效率帶來了希望。然而制造能夠工作的MEG太陽能電池不是一件容易事。

2010年，由美國拉勒米市懷俄明州立大學(xué)的化學(xué)家Bruce Parkinson領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在美國Science雜志上報告說，他們開發(fā)出一種裝置，即在一種半導(dǎo)體上覆蓋了一層硫化鉛量子點(diǎn)，能夠激發(fā)出比它所接收到的光子數(shù)量更多的電子，從而產(chǎn)生了更大的電流，而這正是MEG的特征。然而與一枚能夠?qū)嶋H應(yīng)用的太陽能電池相比，這種裝置更多的是對概念的證明，原因是它的轉(zhuǎn)化效率過低。

如今，由科羅拉多州國家再生能源實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)家Arthur Nozik領(lǐng)導(dǎo)的研究小組報告說，他們研制出第一枚能夠工作的MEG太陽能電池。Nozik表示，制造這種裝置的關(guān)鍵就是想出一個化學(xué)合成的方法，隨后再對量子點(diǎn)進(jìn)行處理。在合成時，這些量子點(diǎn)——由直徑約5 nm的鉛和硒微粒構(gòu)成——與長有機(jī)分子結(jié)合在一起。然而之前的研究表明，這些長有機(jī)鏈就像是包裹在電線周圍的塑料絕緣體。

因此Nozik的研究小組用兩種無色液 體——聯(lián) 氨 和1，2－ 乙二硫醇——處理了他們的量子點(diǎn)，從而使其被短鏈有機(jī)物所包圍。這樣使得電荷更容易移動，并最終使太陽能電池將光變?yōu)殡姷目傂蔬_(dá)到5%。研究小組在最近出版的美國《科學(xué)》雜志上報告了這一研究成果。盡管這一效率依然低于傳統(tǒng)的硅太陽能電池——約為20%，但重要的是，這種裝置采集的電荷數(shù)比擊打量子點(diǎn)的光子數(shù)多了30%，從而使其成為真正意義上的MEG太陽能電池。

Parkinson表示：“他們將它變成了一種真正的裝置，并證明其能夠采集真正的能量……從而為下一代太陽能電池的設(shè)計帶來了希望。”

靜海石并非月球獨(dú)有，罕見月巖礦物現(xiàn)身地球

一種之前認(rèn)為僅僅存在于月球巖石和隕石中的礦物如今出現(xiàn)在地球上。研究人員在西澳大利亞的6個地方發(fā)現(xiàn)了這種物質(zhì)——在阿波羅11號的宇航員于1969年7月在月球的“靜海”著陸后，它也隨之被稱為靜海石。這種礦物僅僅以痕量出現(xiàn)因此并不具備任何經(jīng)濟(jì)價值，但科學(xué)家表示，它可以用于測定這些巖石形成的時間。

在第一撥阿波羅宇航員返回地球后不久，科學(xué)家便分析了他們采集的火成巖——被稱為玄武巖——樣本。這些巖石含有3種之前未知的礦物，其中的兩種——鎂鐵鈦礦和三斜鐵輝石——此后10年內(nèi)陸續(xù)在地球上被發(fā)現(xiàn)。然而在過去的40年中，第三種礦物——靜海石——除了在月球巖石以及被巨大的撞擊從月球表面激濺而出的隕石之外，別處再無發(fā)現(xiàn)。這種紅褐色的礦物主要由鐵、硅、鋯和鈦組成，但同時也含有痕量的稀土元素，例如釔。地質(zhì)學(xué)家一直在地球巖石中尋找靜海石，部分緣于對月球樣本的研究表明，精確測量礦物中的放射性同位素比例能夠被用來確定巖石的年代。

如今，在1月份出版的《地質(zhì)學(xué)》雜志上，澳大利亞賓利市科廷大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家Birger Rasmussen及其同事報告說，他們終于在我們的星球上找到了靜海石。

研究人員對西澳大利亞的火成巖進(jìn)行了研究，特別是針對那些并未表現(xiàn)出經(jīng)歷了大規(guī)模質(zhì)變跡象的巖石。這是因?yàn)楫?dāng)靜海石暴露在極度的熱量和壓力下，它很容易轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌V物。研究小組通過由小的巖石樣本激發(fā)的高速電子證實(shí)了這種礦物的存在。他們指出，微量靜海石以一種非常特有的模式散射電子，與月球礦物樣本產(chǎn)生的結(jié)果相匹配。

Rasmussen指出：“靜海石的全部化學(xué)性質(zhì)并沒有那么獨(dú)特，因此之前在地球上一直沒有找到它真得很奇怪。”但是他認(rèn)為，這種礦物之所以難以被發(fā)現(xiàn)可能有幾個原因。首先，靜海石通常很小，大約只有150μm長，甚至還不及人類毛發(fā)的直徑；其次，月球上的巖石比地球上的巖石更為原始，后者可能經(jīng)歷了一些化學(xué)變化，例如被熱流溶解，或被板塊運(yùn)動帶入地下、歷經(jīng)高熱與高壓；最后，靜海石很容易被錯認(rèn)為金紅石——一種在火成巖中常見的顏色類似的礦物。

愛爾蘭數(shù)學(xué)家破解數(shù)獨(dú)之謎，至少17個提示才能玩，相關(guān)算法可用于諸多領(lǐng)域

如今，一位愛爾蘭數(shù)學(xué)家利用一套極為復(fù)雜的運(yùn)算法則以及數(shù)億小時的“超級計算”，解決了數(shù)獨(dú)（Sudoku，又稱九宮格游戲）運(yùn)算中的一個重要的開放問題。數(shù)獨(dú)是在日本乃至全球非常流行的一種游戲，玩法是按照一定規(guī)則在一個9×9的方格內(nèi)填寫數(shù)字1到9。

都柏林大學(xué)學(xué)院的Gary McGuire于2012年1月1日在互聯(lián)網(wǎng)上貼出了自己的證明——完成一次數(shù)獨(dú)所需的最小提示數(shù)（或起始數(shù)）是17；而16個或更少的線索無法得到唯一解。大多數(shù)報紙上的數(shù)獨(dú)都有25個線索，而隨著提示的減少，游戲的難度也不斷增加。

在1月7日于美國波士頓市召開的一次會議上，數(shù)學(xué)家們就此達(dá)成了共識，McGuire的證明很可能是有效的，并且是發(fā)展中的數(shù)獨(dú)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要進(jìn)展。

弗吉尼亞州哈里森堡詹姆斯·麥迪遜大學(xué)的數(shù)學(xué)家Jason Rosenhouse是一本即將出版的數(shù)獨(dú)算法書籍《嚴(yán)肅看待數(shù)獨(dú)：全球最流行的鉛筆游戲背后的數(shù)學(xué)》的作者之一，他認(rèn)為：“這一方法是合理的，并且似乎是可靠的。對此我持謹(jǐn)慎樂觀的態(tài)度。”

數(shù)獨(dú)的規(guī)則要求游戲者用1到9填滿9×9的方格，同時每個數(shù)字在同一行、列以及3×3的小方格中不能重復(fù)，而所謂的線索或提示則是事先填充在其中的數(shù)字。數(shù)獨(dú)愛好者經(jīng)過長期的觀察發(fā)現(xiàn)，盡管會有17個提示的數(shù)獨(dú)出現(xiàn)，但沒有人能夠提出一個僅有16個提示的有效數(shù)獨(dú)。這導(dǎo)致了一種推測，即具有16個提示且有唯一解的數(shù)獨(dú)根本不存在。要想證明這一點(diǎn)的一個潛在方法便是核對所有可能的16個線索的數(shù)獨(dú)，但這需要太多的運(yùn)算時間。因此McGuire通過設(shè)計一個“打集合算法”簡化了這一問題。

McGuire和他的研究小組花了兩年時間來測試這一算法——他們在都柏林的愛爾蘭高端計算中心耗費(fèi)了約7億個CPU小時，利用“打集合算法”來尋找可能的方格。同樣利用不同算法證明17個線索的數(shù)獨(dú)的佩斯市西澳大利亞大學(xué)的數(shù)學(xué)家Gordon Royle表示：“做到這一點(diǎn)的唯一現(xiàn)實(shí)辦法就是這種強(qiáng)力的方法……這是一個極具挑戰(zhàn)性的問題，它可以激發(fā)人們將計算與數(shù)學(xué)方法推向極限，就像在攀登最高的山峰。”

McGuire表示，他的方法還可能在其他領(lǐng)域產(chǎn)生作用。這種“打集合算法”已經(jīng)被用于基因測序分析和蜂窩網(wǎng)絡(luò)的論文中，McGuire期待它能夠被更多的研究人員所利用。他說：“希望這種算法能夠激發(fā)更多的興趣。”

迄今最大暗物質(zhì)地圖繪就，證實(shí)了目前關(guān)于宇宙物理特性、構(gòu)成及進(jìn)化的普適理論

天文學(xué)家日前繪制出迄今為止最大的宇宙暗物質(zhì)地圖。這種看不見的物質(zhì)并不發(fā)光，但它會對周圍的環(huán)境施加引力。暗物質(zhì)可能由未知的基本粒子構(gòu)成，并且比構(gòu)成恒星、行星和人類的普通物質(zhì)更為普遍。

就像計算機(jī)模擬預(yù)測的那樣，新的地圖顯示，暗物質(zhì)被集中在一些巨大的團(tuán)塊以及絲狀體中，其間布滿了巨大的空曠區(qū)域。加拿大溫哥華市不列顛哥倫比亞大學(xué)的天體物理學(xué)家Ludovic van Waerbeke表示：“我們很高興看到最終的結(jié)果與我們的預(yù)測相類似。”

為無形的東西繪圖可能聽起來不靠譜，但實(shí)際上相當(dāng)簡單。就像一個隱形人在你的床上睡覺會在床單上留下皺褶一樣，看不見的暗物質(zhì)所產(chǎn)生的引力會使觀測到的背景星系的形狀產(chǎn)生微小的扭曲。van Waerbeke的合作者、英國愛丁堡大學(xué)的Catherine Hey－mans表示，利用這種“弱引力透鏡”效應(yīng)繪制暗物質(zhì)是“了解黑暗宇宙的重要的第一步”。

在5年的時間里，研究小組利用安裝在美國夏威夷莫納克亞山上的加拿大—法國—夏威夷望遠(yuǎn)鏡（CFHT）上的340兆像素MegaCam照相機(jī)，對距離約60億光年的1000萬個星系進(jìn)行了成像。van Waerbeke說：“我們的地圖比迄今為止最大的暗物質(zhì)地圖大了100倍。”對這些星系的形狀進(jìn)行的一項(xiàng)統(tǒng)計分析揭示了介于其間的暗物質(zhì)的空間分布情況。

天文學(xué)家在日前于得克薩斯州奧斯丁市召開的第219屆美國天文學(xué)會大會上公布了這一研究成果。它看起來非常接近超級計算機(jī)對宇宙進(jìn)化進(jìn)行的模擬分析，即暗物質(zhì)成群分布在由絲和結(jié)構(gòu)成的“宇宙網(wǎng)”中。就像宇宙論指出的那樣，這些塊狀疙瘩——大部分的暗物質(zhì)便聚集于此——整齊地與巨大的星系團(tuán)契合在一起。

普林斯頓大學(xué)的天體物理學(xué)家Rachel Mandelbaum指出，實(shí)際上，“像CFHT透鏡巡天這樣的項(xiàng)目能夠用來驗(yàn)證暗物質(zhì)理論和廣義相對論”。van Waerbeke說，迄今為止，“一切看來都正常。這些地圖所展現(xiàn)的恰好是我們所預(yù)測的”。換句話說，這些結(jié)果證實(shí)了目前關(guān)于宇宙物理特性、構(gòu)成以及進(jìn)化的普適理論。

“開普勒”發(fā)現(xiàn)最小系外行星，預(yù)示宇宙中可能存在大量宜居小行星球

美國宇航局（NASA）的開普勒空間望遠(yuǎn)鏡如今發(fā)現(xiàn)了最小的太陽系外行星。這3個巖石世界比地球還小；最小的一顆僅比火星略大。它們一道構(gòu)成了迄今為止最緊密的行星系統(tǒng)——其寬度不及500萬km。此外，它們的被稱為KOI－961的母星是一顆微不足道的紅矮星，僅僅比巨行星木星大70%。美國帕薩迪納市加利福尼亞理工學(xué)院的天文學(xué)家John Johnson表示，實(shí)際上，同一顆與太陽類似的恒星及環(huán)繞的行星相比，KOI－961系統(tǒng)更類似于木星及其衛(wèi)星。

當(dāng)行星從恒星前掠過時會阻擋后者的一部分光線，從而造成恒星的暗淡，而開普勒空間望遠(yuǎn)鏡也正是通過這一點(diǎn)來發(fā)現(xiàn)遙遠(yuǎn)的行星。開普勒空間望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了紅矮星昏暗光線出現(xiàn)的周期性亮度減弱，但天文學(xué)家仍未能排除其他可能的解釋。他們同時也不能確定這顆恒星的確切大小，而這恰好是在用行星遮擋的星光計算這些穿越行星大小之前所必須知道的。

根據(jù)Johnson于2012年1月11日在于奧斯丁市召開的第219屆美國天文學(xué)會大會上的介紹，所有的改變都緣于英國業(yè)余天文愛好者Kevin Apps——其與開普勒科研團(tuán)隊(duì)有著密切的合作關(guān)系。Apps指出，KOI－961距離地球約120光年，它的精確顏色非常接近于那些更近的褐矮星，例如巴納德星。這意味著它必定與巴納德星一樣大小，而對后者直徑的測量已相當(dāng)精確。

利用來自夏威夷莫納克亞山上的10m凱克望遠(yuǎn)鏡，以及加利福尼亞州帕洛瑪山上的5 m海爾望遠(yuǎn)鏡的額外觀測，Johnson和他的研究小組還證實(shí)了觀察到的亮度減弱實(shí)際上緣于行星。一篇描述這一新發(fā)現(xiàn)的論文已經(jīng)被《天體物理學(xué)雜志》接受并準(zhǔn)備發(fā)表。

蛙類成全球最小脊椎動物

你不小心掉落在新幾內(nèi)亞東部雨林中的一枚一角硬幣，有可能壓死一只新發(fā)現(xiàn)的蛙類。

Paedophryne amauensis如今穩(wěn)坐全世界最小脊椎動物的頭把交椅——其平均成年個體體長為7.7 mm，甚至不足美元一角硬幣的半徑。

這種蛙類一舉擊敗了之前的紀(jì)錄保持者，一種來自鯉魚家族的印度尼西亞小魚，其雌性個體體長約7.9 mm。

美國巴吞魯日市路易斯安那大學(xué)的動物學(xué)家Eric N.Rittmeyer和同事在2012年1月11日的《科學(xué)公共圖書館—綜合》網(wǎng)絡(luò)版上報告說，這種新發(fā)現(xiàn)的蛙類棲息在雨林的落葉層中，可能以跳蟲、螨蟲和蜱為食。

他們還在新幾內(nèi)亞發(fā)現(xiàn)了全球第二小的蛙類品種Paedophryne swiftorum，其體長在8.3 mm至8.9 mm之間。

微型化對于蛙類而言并不是什么新鮮事。已知29個最小物種的體長都不足13 mm。

研究人員推測，蛙類極端小的體形的反復(fù)進(jìn)化，加上它們獨(dú)有的潮濕環(huán)境，使得這些生物能夠探尋雨林地面植被的角落和縫隙。

科學(xué)家發(fā)明最小的“耳朵”

你有沒有想過一個病毒聽起來像什么，或者一個細(xì)菌在宿主之間游走會發(fā)出什么噪音？如果答案是肯定的，那么由于世界上最小耳朵的發(fā)明，你或許很快就有機(jī)會搞清這一切。“納米耳”——被一道激光束俘獲的金微粒——能夠探測到僅為人類聽覺閾值一百萬分之一的聲音。研究人員認(rèn)為，這項(xiàng)研究將開啟“聲學(xué)顯微術(shù)”的一個全新領(lǐng)域，后者是利用生物體釋放的聲音對其進(jìn)行研究的一門科學(xué)。

納米耳的概念起源于1986年被稱為光鑷子的一項(xiàng)發(fā)明。這種鑷子利用一個透鏡將一道激光束聚焦到一點(diǎn)，從而能夠抓住微粒并移動它們。光鑷子已經(jīng)成為分子生物學(xué)和納米技術(shù)的一種標(biāo)準(zhǔn)工具，幫助研究人員向細(xì)胞內(nèi)注入脫氧核糖核酸（DNA），甚至在DNA注入后對其進(jìn)行操作。光鑷子還能夠用來測量作用于微觀粒子上的極小的力；一旦你用激光束控制住你的粒子——而不是由你來讓其移動，你便只須用一臺顯微鏡或其他合適的觀測設(shè)備觀察它是否在自動地運(yùn)動。這也正是納米耳遵循的道路。

聲波隨著它們經(jīng)過的介質(zhì)粒子的前后移動來傳播。因此為了探測聲音，你需要對這種前后運(yùn)動進(jìn)行測量。德國慕尼黑大學(xué)光子學(xué)與光電學(xué)研究團(tuán)隊(duì)的光物理學(xué)家Jochen Feldmann和同事將一個直徑60nm的金微粒浸入水中，并用光鑷子夾住了它。

Feldmann的研究團(tuán)隊(duì)記錄并分析了該粒子響應(yīng)聲振動所產(chǎn)生的運(yùn)動——這種聲振動由在附近水中的其他金納米粒子的激光感應(yīng)加熱所導(dǎo)致。除了具有前所未有的敏感性外，他們的納米耳還能夠計算聲音來自于哪個方向。研究人員提出，使納米耳的三維陣列一道工作將能夠用來監(jiān)聽細(xì)胞或微生物，例如細(xì)菌和病毒，隨著運(yùn)動和呼吸，它們都能夠釋放出非常微弱的聲振動。Feldmann表示：“這里顯然存在著醫(yī)學(xué)上的可能性，我們可以用其來研究適當(dāng)?shù)娜巳海覀兪紫缺仨毟闱逅侨绾喂ぷ鞯摹！?/p>

研究人員在最近出版的《物理評論快報》上報告了這一研究成果。

科學(xué)家發(fā)明合成抗瘧藥物青蒿素，新法成本低、產(chǎn)量高，有望解決供應(yīng)鏈瓶頸問題

作為全球治療瘧疾的一種決定性藥物，青蒿素或許很快就能夠更廉價、更簡單地生產(chǎn)，而這多虧研究人員發(fā)現(xiàn)了一條合成這種化合物的更佳途徑。并未參與此項(xiàng)研究的美國加利福尼亞州艾莫利維爾市埃米瑞斯生物技術(shù)公司的工業(yè)化學(xué)家Jack Newman表示：“這項(xiàng)成果的影響是難以估量的。”Newman說，根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）提供的數(shù)據(jù)，2010年有65.5萬人死于瘧疾，“然而盡管青蒿素能夠治療這種傳染病，它的供應(yīng)鏈卻是一個大問題”。

2001年，WHO推薦在全世界用所謂的以青蒿素為基礎(chǔ)的聯(lián)合療法（ACTs）替代那些陳舊的、效果不明顯的藥物，并由此使其成為瘧疾防控的基石。

迄今為止，合成青蒿素價格昂貴且工序復(fù)雜，并且植物所含青蒿素只占很小的比例——介于0.001%到0.8%之間。結(jié)果導(dǎo)致ACTs每個療程的費(fèi)用仍然在1美元到2美元之間，這樣也就產(chǎn)生了一個問題：那些貧窮的病人往往都會選擇價錢便宜但療效甚微的藥物。同時由于全球僅有中國、越南等少數(shù)國家種植青蒿，這種一年生草本植物產(chǎn)量又不固定，藥品青蒿素的價格波動較為明顯。

然而青蒿還能夠產(chǎn)生青蒿酸——提取1 kg青蒿素會產(chǎn)生10kg青蒿酸。目前由于將其轉(zhuǎn)化為青蒿素成本過高，因此這些青蒿酸往往都被處理掉了。如今，德國波茨坦市馬普學(xué)會膠體與界面研究所的化學(xué)家Peter Seeberger及其博士后Francois Lévesque表示，他們已經(jīng)攻克了這一難題。

Seeberger和Lévesque使用一種所謂的流動化學(xué)——即在化合物流經(jīng)一根細(xì)管時發(fā)生反應(yīng)——來解決這一問題。通過用光源包裹這根管道，他們戲劇性地增加了活性氧的產(chǎn)量。首先，青蒿酸被還原為左旋二氫青蒿酸。隨后這種產(chǎn)物與氧一道被泵入管道，并在那里混合；光照會活化其中的氧，進(jìn)而產(chǎn)生青蒿酸前體。最后，研究人員向化合物中添加三氟乙酸，并最終產(chǎn)生青蒿素。經(jīng)提純后，其產(chǎn)量可達(dá)40%。研究人員在本周的《應(yīng)用化學(xué)》雜志上報告了這一研究成果。