國內外最新科技創新與發現

◎ 本刊綜合報道

新型原子鐘有助靈敏測量暗物質和引力波

原子鐘是世界上最精確的計時儀器，可使用激光測量以恒定頻率振動的原子，就像許多同步擺動的微小鐘擺一樣。世界上最好的原子鐘可以非常精確地計時，如果它們從宇宙誕生之初就開始運行，到今天誤差只有約半秒。

美國麻省理工學院（MIT）物理學家設計的一種新型原子鐘可能會揭示新的物理學特性，它不僅能準確計時，還能幫助破譯宇宙中的信號，如暗物質和引力波。研究人員在2020 年12 月16 日發表于《自然》的一項報告中說，他們已經建造了一個原子鐘，其測量的不是現在最先進的隨機振動的原子云，而是被量子糾纏的原子。原子以一種不可能根據經典物理定律的方式相互關聯，這使得科學家能夠更精確地測量原子的振動。在沒有糾纏的情況下，這種新裝置能以比時鐘快4 倍的速度達到同樣的精度。

C919 飛抵呼倫貝爾開展高寒專項試飛

2020 年12 月25 日， 中 國 商 飛C919 大型客機于13時51 分平穩降落在內蒙古呼倫貝爾海拉爾東山機場，全面開啟高寒專項試驗試飛。C919 大型客機是國之重器，目前正開啟多機場、多區域協同試飛模式，全線進入高強度、高效率、高質量飛行試驗階段。高寒試驗試飛是民用飛機必須通過的一項極端氣候試驗，以驗證飛機在極寒氣象條件下各系統和設備的功能和性能符合適航標準。

呼倫貝爾市地處祖國北疆，天然冰雪資源豐厚、降雪量充沛、積雪期長，冬季平均氣溫在零下25℃左右，得天獨厚的冷資源為發展機動車、航空器等工業品耐冷性測試創造了絕佳條件。近年來，呼倫貝爾充分發揮冷資源優勢，大力發展耐寒測試產業，吸引了中國商飛公司、哈爾濱飛機工業集團、中國飛行試驗研究院等知名企業、研究院前來進行過多次、多種機型的耐寒測試。如中國商飛ARJ21，哈爾濱飛機工業集團直20、AC312 等。

永久凍土中發現5 萬多年前狼幼崽木乃伊

當水流沖毀加拿大育空地區一堵冰凍的泥墻時，一名淘金者有了驚人的發現：一只保存完好的小狼崽被鎖在永凍層中57000 年了。這只幼崽被當地土著居民命名為 Zhùr，它非同尋常的身體狀況讓研究人員對其年齡、生活方式及其與現代狼的關系有了很多了解。日前，這項研究結果發表在《當代生物學》上。“在育空地區很難找到這類木乃伊。動物必須死在永凍區域，那里的地面一直都是冰凍的；它們必須很快被掩埋，就像其他石化過程一樣。”論文第一作者、美國德雷克大學解剖學副教授Julie Meachen 說。

通過分析Zhùr 的基因組，科學家還證實了它是來自俄羅斯、西伯利亞和阿拉斯加的古代狼的后裔，這些狼也是現代狼的祖先。盡管對Zhùr 的分析給了研究人員許多關于古狼的答案，但關于Zhùr 及其家庭仍有一些懸而未決的問題。

二氧化碳的“變身神器”

日前，英國牛津大學研究人員表示，便宜的鐵基催化劑可將二氧化碳氣體直接轉化為噴氣燃料。由于這些二氧化碳能直接捕獲自空氣，并在飛行的燃燒過程中再次釋放，因此具有從整體上實現碳中和的可能性。相關論文刊登于《自然-通訊》。

生產碳中性燃料和高附加值化學品對于減緩二氧化碳的有害影響非常重要。但是，將二氧化碳選擇性地轉化為想要的化學品非常困難。牛津大學的Peter Edwards、肖天存及其同事設計了一種新的鐵基催化劑，可作為直接捕獲大氣中二氧化碳并將其轉化為烴類噴氣燃料的廉價方式。這種催化劑由地球上豐富的元素組成，表現出高活性和高選擇性，能最大程度減少高附加值化學品的合成步驟。研究人員在轉化過程中還收集到了石油化工行業的其他重要原材料，這些原材料目前只能從原油中獲得。

白化的珊瑚有望在溫暖水域中“康復”

英國《自然-通訊》雜志日前發表的一項最新生態學研究稱，珊瑚與共生藻類的關系可以幫助白化珊瑚在持續溫暖的水域中恢復過來，但只有在當地沒有強烈的人類干擾的情況下才可以實現。該研究可能對管理珊瑚和預測它們對未來氣候變化的反應產生影響。

氣候變化造成的海洋熱浪越來越頻繁，對世界上的珊瑚礁構成了嚴重威脅。氣候變暖會使珊瑚將生活在其組織內提供營養的共生藻類排出，這將導致珊瑚白化，使珊瑚更容易受到饑餓、疾病和死亡的影響。雖然有些藻類能讓珊瑚更耐高溫，但有一些研究表明，白化珊瑚需要水溫恢復正常后，才能重新獲得藻類并恢復。研究表明，珊瑚可能有多種途徑在長期熱浪中生存下來，它們有可能抵御白化或從白化中恢復過來，這些途徑受其共生關系的影響。測試這些途徑如何受到珊瑚—共生體組合和人類干擾模式的影響，有助于在未來的長期熱浪中管理珊瑚礁。

極端條件可以改變控制DNA 活性的化學修飾

人類進化正在安第斯山脈發生。蓋丘亞人是秘魯的土著居民，他們在2500 米以上的海拔高度生活了至少11000 年，已經進化出了適應惡劣環境的基因。日前，一項新研究發現，極端條件可以改變控制DNA活性的化學修飾。這些表觀遺傳變化是第一個證據，證明在山區長大不僅能改變基因，還能改變身體使用基因的方式。相關論文刊登于《基因組生物學與進化》。在這項新研究中，來自秘魯、德國和美國的一組研究人員觀察了一種被稱為甲基化的表觀遺傳過程，在這個過程中，細胞向DNA 添加一種名為甲基群的化學標簽。研究人員研究了3 組人：出生并生長在海拔3000 米以上地區的蓋丘亞人、出生在高海拔地區但年輕時遷移到海平面地區的蓋丘亞人，以及出生前就遷移到海平面地區的蓋丘亞人。

研究人員表示，這些數據揭示了不同蓋丘亞人之間甲基化模式的顯著差異。那些在高海拔地區出生并度過他們早期生活的蓋丘亞人，無論他們后來是否搬到低海拔地區，他們的與創造紅細胞和構建耐力肌相關的基因甲基化程度更高。這些表觀遺傳修飾很可能被“印刻”到了蓋丘亞人的DNA 中，因為他們在出生前和童年時期都暴露在低氧環境中。