平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡 高溫超導(dǎo)體間質(zhì)組織

平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡（SKA）

在中國天眼（500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡，F(xiàn)AST）仍在領(lǐng)跑射電天文望遠(yuǎn)鏡，為世界天文探測做重要貢獻(xiàn)之時(shí)，科學(xué)家們已經(jīng)在著手研制下一代超級射電天文望遠(yuǎn)鏡——平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡（square kilometre array，SKA）。SKA是多國合作、共同出資的國際大科學(xué)工程，中國為SKA項(xiàng)目的主要參與國之一。SKA選址在澳大利亞、南非及非洲南部8個(gè)國家的無線電寧靜區(qū)域， 設(shè)計(jì)的頻率范圍在50MHz～15GHz，由低頻陣列（130萬只對數(shù)周期天線）、中頻陣列（250個(gè)致密孔徑陣列）和高頻陣列（2500只15米蝶形天線）組成，最長基線為3000千米，計(jì)劃于2030年建成。SKA將探索“宇宙第一縷曙光”、搜索脈沖星、探測引力波、檢驗(yàn)暗物質(zhì)和暗能量特性、尋找地外文明和適合人類居住的星球……

● SKA是人類迄今為止計(jì)劃建造的最宏偉的天文觀測設(shè)備，匯集了天文學(xué)、無線電、信息、通信、計(jì)算機(jī)、機(jī)械制造等領(lǐng)域的最新科技成果，將對自然科學(xué)和人類文明做出劃時(shí)代的重要貢獻(xiàn)。SKA將承載射電天文學(xué)未來50年的發(fā)展命脈，有望克服包括FAST在內(nèi)的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡的缺陷和不足，同時(shí)希望獲得更高的靈敏度、更大的視場、更高的頻率、更高的空間分辨率、更高效的巡天能力等。——《從FAST到SKA 科學(xué)家揭秘下一代超級射電天文望遠(yuǎn)鏡》（新華網(wǎng)，2018年5月30日）

● 2018年2月6日，由中國主導(dǎo)研制的國際大科學(xué)工程“平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡”（SKA）首臺天線，在中國電子科技集團(tuán)公司第54研究所啟動。它的成功研制，標(biāo)志著中國在SKA核心設(shè)備研發(fā)中發(fā)揮引領(lǐng)和主導(dǎo)作用，在國際大科學(xué)工程中，為世界成功提供“天線解決方案”。SKA始于20世紀(jì)九十年代初，是國際天文界計(jì)劃建造的世界最大綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡，也是人類有史以來建造的最龐大天文設(shè)備。——《世界最龐大天文設(shè)備SKA首臺天線在華誕生》（人民網(wǎng)，2018年2月6日）

●

SKA是下一代最先進(jìn)的射電望遠(yuǎn)鏡，是宏偉科學(xué)目標(biāo)驅(qū)動的望遠(yuǎn)鏡。它的科學(xué)目標(biāo)是要在宇宙中尋找致密天體，檢驗(yàn)引力理論、探測引力波，宇宙中的第一縷曙光，生命搖籃計(jì)劃（尋找地外文明），星系演化，宇宙結(jié)構(gòu)（暗物質(zhì)和暗能量性質(zhì)），宇宙磁場起源，探測未知世界等。——《射電天文望遠(yuǎn)鏡：FAST與SKA》（搜狐科技，2018年5月29日）

高溫超導(dǎo)體

2018年3月5日，《自然》（Nature）期刊連發(fā)兩篇文章：將兩層只有原子厚的石墨烯以特別的角度（1.1度，被稱為“魔角”）偏移時(shí)，材料就能在零電阻下導(dǎo)電。盡管該系統(tǒng)仍然需要被冷卻至1.7K（1.7開爾文，約零下271攝氏度），但結(jié)果表明了它或許可以像已知的高溫超導(dǎo)體那樣導(dǎo)電。一旦該結(jié)果被確認(rèn)，此次的發(fā)現(xiàn)對于理解高溫超導(dǎo)電性至關(guān)重要。這一發(fā)現(xiàn)引起物理學(xué)界的熱烈反響，而文章的第一作者為年僅21歲的中國人——留學(xué)美國麻省理工學(xué)院的博士生曹原——這也令國人頗為關(guān)注與振奮。

說到高溫超導(dǎo)體，需要先解釋什么是超導(dǎo)體。超導(dǎo)體指的是在一定條件下（臨界溫度、臨界磁場和臨界電流密度構(gòu)成的臨界曲面所包圍區(qū)域內(nèi)），直流電阻突然為零，且成為完全抗磁性的物質(zhì)。自1911年第一個(gè)超導(dǎo)體——金屬汞被發(fā)現(xiàn)存在4.2 K的超導(dǎo)電性以來，大量單質(zhì)和合金超導(dǎo)體被發(fā)現(xiàn)，但它們的超導(dǎo)臨界溫度都很低，成本十分昂貴。高溫超導(dǎo)體是超導(dǎo)臨界溫度一般高于25K（-248℃）的一類超導(dǎo)體，可見“高溫”只是相對而言。已發(fā)現(xiàn)的高溫超導(dǎo)材料有銅氧化物和鐵基超導(dǎo)體等。2015年，德國科學(xué)家宣稱在硫化氫中發(fā)現(xiàn)了203 K的高溫超導(dǎo)，但需要在200GPa（200萬個(gè)大氣壓）的條件下才能實(shí)現(xiàn)。

已發(fā)現(xiàn)的高溫超導(dǎo)體應(yīng)用起來存在許多技術(shù)難度，而且其物理性質(zhì)極其復(fù)雜，難以被現(xiàn)有理論框架解釋。尋找新型的高溫超導(dǎo)體，以至常壓下的實(shí)用型常溫超導(dǎo)體，是科學(xué)家們探索的目標(biāo)。

● 物理學(xué)家不斷地想要找到高溫超導(dǎo)材料，以應(yīng)用在日常生活之中。然而，大多數(shù)材料只有在接近絕對零度時(shí)，才會轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體。即使是所謂的“高溫”超導(dǎo)體也只是在相對意義上的：目前零電阻導(dǎo)電的最高溫度約為-140℃。如果有哪種材料能夠在室溫下表現(xiàn)出超導(dǎo)電性，就可以為能量傳輸、醫(yī)用掃描儀和交通領(lǐng)域帶來革命性的改變。——《石墨烯研究的意外發(fā)現(xiàn)，是否能解開高溫超導(dǎo)之謎》（搜狐科技，2018年3月7日）

● 與低溫超導(dǎo)材料相比，高溫超導(dǎo)新材料能在較高溫度下達(dá)到“零電阻”，在電力能源、高端醫(yī)療、高速交通、大科學(xué)儀器、軍工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。——《打響四個(gè)品牌|上海超導(dǎo)：打破壟斷 闖出“中國創(chuàng)造”路》（新民晚報(bào)，2018年5月8日）

● 研究人員表示，當(dāng)?shù)诙邮┫鄬τ诘谝粚影l(fā)生扭曲時(shí)，當(dāng)滿足1.1度的“魔法角度”，并且溫度降低到1.7開爾文（約-271℃）以下時(shí)，雙層石墨烯即可實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)。令人驚訝的是，Jarillo-Herrero及其同事介紹，通過利用電場去除電子，這種雙層石墨烯材料也可以成為絕緣體。與絕緣體的密切關(guān)系可以說是某些類型高溫超導(dǎo)體所共有的特性，雖然它們?nèi)匀恍枰鋮s，但已經(jīng)能夠在比其他超導(dǎo)體溫度高出很多的情況下發(fā)揮作用。——《〈自然〉：扭曲后的雙層石墨烯“千層糕”，可以在低溫下實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)》（百家號，2018年3月9日）

間質(zhì)組織

2018年3月27日，美國的一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)報(bào)告》（Scientific Reports）雜志上發(fā)表了題為《人體組織中一種新的間質(zhì)組織結(jié)構(gòu)及其分布》的論文，隨即美國全國廣播公司（NBC）和美國有線電視新聞網(wǎng)（CNN）新聞分別發(fā)布題為《間質(zhì)：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人體新器官》和《新發(fā)現(xiàn)人體最大器官》的頭條新聞，并迅速在世界各地掀起一股“新器官”報(bào)道狂潮。這一消息一度登上熱搜榜首， “最大器官”“經(jīng)絡(luò)證據(jù)”等說法引起熱議。其實(shí)，間質(zhì)的概念早在1954年就有過報(bào)道。細(xì)胞間質(zhì)就是細(xì)胞之間的物質(zhì)，是人體細(xì)胞所生活的液體環(huán)境。有人提出間質(zhì)組織與中醫(yī)三焦的論述有相通之處。此次研究者的論文原文中也沒有“新器官”的提法，研究的貢獻(xiàn)在于，用新的技術(shù)方法比以前更客觀地了解到皮下和內(nèi)臟原有間質(zhì)組織的結(jié)構(gòu)，并為癌癥等疾病的診斷提供一些參考依據(jù)。新器官等提法與媒體的誤讀和夸大不無關(guān)系。

● 這些間質(zhì)組織位于皮膚之下，以及腸道、肺部、血管和肌肉內(nèi)部，并連接在一起形成由強(qiáng)大的柔性蛋白質(zhì)網(wǎng)支撐的網(wǎng)絡(luò)，其間充滿了液體。研究人員在《科學(xué)報(bào)告》雜志上撰文，首次將間質(zhì)組織歸為新器官，并對其功能進(jìn)行了研究。——《科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人體新器官間質(zhì)組織》（科技日報(bào)，2018年3月30日）

● 這篇文章的“新”并不在于“發(fā)現(xiàn)新器官”，而是首次采用了一種新的技術(shù)方法——激光共聚焦顯微內(nèi)窺鏡檢測法，觀察了一些已存在的組織結(jié)構(gòu)。以往人們觀察這些組織時(shí)需要先采樣再經(jīng)過一系列處理和染色制作成組織切片再放到顯微鏡下觀察，這些處理過程破壞了間質(zhì)的原有結(jié)構(gòu)，間質(zhì)由于失水而變得“干癟皺縮”。而激光共聚焦顯微內(nèi)窺鏡可以直接對人體組織進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測，不會破壞組織形態(tài)，因此間質(zhì)原本充滿流動液體的結(jié)構(gòu)才被完整地呈現(xiàn)在屏幕上。與其說“發(fā)現(xiàn)了間質(zhì)”，不如說“看清了間質(zhì)”更恰當(dāng)。——《科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“新器官”間質(zhì)？別逗了，這連新發(fā)現(xiàn)都不算！》（果殼網(wǎng)，2018年4月4日）

（執(zhí)筆/《中國科技術(shù)語》編輯部：魏星）