2022年10月9日，我国三大科学装置同时探测到迄今最亮的伽马射线暴并获得高质量数据。基于这些数据，我国科学家发表了富于创见的理论研究成果，他们认为伽马射线暴很可能是银河系内高能宇宙线的一种天然加速器；在电子显微镜、卫星、半导体等高精尖工业领域，一直对“不胀不缩”材料有很大的需求缺口，近期研究表明，笼目磁体或能担此重任；命名灵感取自《山海经》的九尾狐甲鱼，到底长什么样？为什么说发现它的化石，才算是拼上了拼图的最后一块？
基于国际科技创新中心网络服务平台科创热榜每日榜单形成的一周科技记忆，我们推出《一周前沿科技盘点》专栏。今天，为大家带来第三十八期。
1《The Astrophysical Journal》｜前方高能！“史上最亮”伽玛射线暴带我们走进宇宙星河更深处
辐射流量作为湍流能谱指数的函数表明等离子体磁化湍流对辐射流量有重要作用
伽马射线暴是宇宙中最剧烈的天体爆发现象，其爆发短至几毫秒或长达数小时，释放的能量超过太阳在其一生辐射能量的总和。
去年10月9日，我国三大科学装置同时探测到迄今最亮的伽马射线暴（GRB 221009A）在18TeV能段的辐射，并获得相关高质量数据。“史上最亮”伽马射线暴来自距地球24亿光年的宇宙深处，源于“巨无霸”式恒星核心的坍缩爆炸。“史上最亮”伽马射线暴的亮度是此前伽马射线暴亮度纪录的50倍，并产生了甚高能剧烈辐射。甚高能伽马射线区间为100GeV-100TeV。
基于坚实的观测数据，短短不到半年间，中国科学院云南天文台研究员就发表了富于创见的理论研究成果。他们通过等离子体朗道阻尼效应约束辐射的最高能区，将这一辐射机制作为相干辐射进行甚高能辐射计算，解释了这一“史上最亮”伽马射线暴的甚高能辐射特征。
这次的研究还说明，伽马射线暴很可能是银河系内高能宇宙线的一种天然加速器。要知道，迄今为止人类在地球上建造的最大加速器（欧洲核子研究中心的大型强子对撞机）也只能将粒子加速到0.01PeV。相信后续对宇宙射线的观察研究，将不断突破人类对银河系粒子研究的既定认知范式，把我们带向宇宙星河更深处。
2《National Science Review》｜从《山海经》获得命名灵感！动物圈的游泳高手终于藏不住了
九尾狐甲鱼生态复原图（杨定华绘）
近日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所与英国布里斯托大学研究人员发现并命名匀鱼科的一个新属种——九尾狐甲鱼，名字取自《山海经》中最具有传奇色彩的上古神兽“九尾狐”。
研究人员之所以“开脑洞”起了这样一个名字是因为他们希望世界能更多地了解中国传统文化。同时，这种鱼尾鳍除了典型的下歪尾以外，还具有9个手指状的分叉，与传说中的“九尾狐”的尾巴异曲同工，取这个名字可以说是再合适不过了。
九尾狐甲鱼特异保存的“九指分叉”的尾鳍（盖志琨摄、冯鸣娟绘）
研究的化石样本来自团队在我国广西发现的一个非常重要的古鱼类特异埋藏生物群——广西生物群。过去的10年间，研究团队跑遍了中国志留—泥盆纪几乎所有可能含有盔甲鱼类化石的野外剖面近200个，发现了18处新的古鱼类化石点，包括3个特异埋藏生物群。2022年，研究团队发现的世界上第一个具有完整身体保存的盔甲鱼类化石——灵动土家鱼，但遗憾的是尾鳍细节缺失。此次发现的九尾狐甲鱼化石则弥补了这一缺憾，集齐了解决盔甲鱼类头后身体解剖难题的所有拼图。
值得一提的是，丑萌的九尾狐甲鱼竟还是游泳高手。研究团队基于现生鱼类游泳速度记录、尾鳍的几何形态测量的数据库，应用系统发育广义最小二乘模型（PGLS）和一元线性回归模型（LM）预测了盔甲鱼类的巡航游泳速度，发现甚至比一些更进步的有颌鱼类还要快，属于游泳能力较强的快速游泳者。
3《Advanced Materials》丨这种热不胀冷不缩的材料，或将成为高精尖工业“新宠”
碳原子掺杂HfTaFe2合金后，合金获得了宽温区“不胀不缩”零膨胀性能。
笼目晶格是由六边形排布为主，而存在共边三角形的复合二维网络结构，具有三度或六度对称性。形象一点儿说，笼目结构可以参见我国古代用竹条编制的蝈蝈笼子。
自上世纪50年代笼目材料被科学家引入量子物理学以来，笼目磁体所特有的几何阻挫、电子关联效应、拓扑量子态等新奇物性的逐步发现，打开了材料物理相关的新世界。这也是中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心磁学实验室相关研究团队持续深耕的领域。
近期，笼目磁体的新功能和应用前景又得到了多向度的拓展。科学家首次发现近室温、拓扑双斯格明子晶格，通过测量拓扑霍尔电阻的变化建立了实空间拓扑磁畴与拓扑电子结构之间的关联，为更好地理解和发掘新奇量子效应提供了新思路。
另一方面，研究人员对具有笼目晶格的HfTaFe2合金新功能进行了探索，以碳原子掺杂的方式实现了该材料宽温区85–245 K内的零膨胀性能，突破了负膨胀和零膨胀效应只在较窄温区存在的应用限制。在电子显微镜、卫星、半导体等高精尖工业领域，一直对“不胀不缩”材料有很大的需求缺口。通过磁性相变获得零膨胀性能拓展了笼目磁体的新功能和应用前景。
4《Science Bulletin》｜曾搅动半个地球的“巨嗝”，后续研究结果来了
MLS观测的38-17 hPa水汽距平时间纬向分布
2022年1月14日至15日，南太平洋岛国洪阿汤加-洪阿哈阿帕伊发生了特大海底火山喷发（即“汤加火山”）。据媒体报道，汤加火山爆发好似饱腹感的地球从地幔中打了一个嗝，呼出一口热气。当然，这个“巨嗝”“威力堪比1000颗原子弹”。奥克兰大学的火山学家克罗宁表示，这次喷发是汤加过去30年来最大的喷发之一。“横向蔓延范围广，产生的灰烬多。”他还表示，这也是这座火山“千年一遇”的大规模喷发之一。
无疑，汤加火山爆发对全球气候和环境造成了诸如海啸、空气污染等一系列连锁性冲击。但具体来看，科学界对于火山气溶胶演变过程和作用的认识仍存疑。特别是火山喷发初期，火山烟羽中微物理量的原位观测数据更是缺乏。
在这一领域，我国科学家贡献了力量。2022年4月9日，中国科学院大气物理研究所LAGEO大气成分探空团队利用气球探空。他们在云南丽江获得的球载探空观测显示，在北半球平流层西风带24-25公里处有强烈的气溶胶及水汽信号，这是在北半球平流层西风带首次实现此类观测。水汽值高达8.5 ppmv，显著高于平流层水汽背景值（4-5 ppmv）。
利用原位观测数据给出汤加火山烟羽的微观特征实属首次，该研究将有助于进一步模拟火山烟羽中的物理化学过程。
5《Genome Biology》｜给单个细胞“拍快照”：提质降本增效，研究员说既要又要还要
FIPRESCI实验流程图
近日，中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）蒋岚研究组基于组合标记技术路线改造优化主流微流控平台，开发了新型单细胞转录组测序技术FIPRESCI，使细胞通量比现有技术提高十倍以上，大幅降低成本。
单细胞测序技术是指在单个细胞水平上，对基因组、转录组、表观组等遗传信息进行高通量测序分析的一项技术。与传统测序相比，单细胞测序的显著优势在于提高了颗粒度，它如同给每一个细胞拍快照，以此捕获不同发育时间点的不同机体组织、类型迥异的细胞。而另一方面，单细胞中待测的DNA/RNA含量极低，所以捕获率有限。
研究人员认为，该研究针对上述痛点，优化了单细胞测序技术。此种新型单细胞测序技术适用于单细胞转录组和调控元件活性、免疫受体序列等多模态分析，可有力支撑跨器官水平的大规模参考细胞图谱研究、跨时间和空间的器官发育研究等，针对大规模健康人和疾病（癌症，自身免疫，新冠等）的队列细胞图谱研究，高通量CRISPR基因编辑和药物筛选的单细胞分子表型刻画研究等。
/2 
eetop公众号
创芯大讲堂
创芯人才网
发表于 2024-3-19 11:05:28
