编者按：
汇聚中科院、工程院、医科院、农科院、985高校及新型研发机构等近200家科研院所、单位发布的研究成果，通过多源动态提取信息因子，按领域维度、期刊级别、创新载体、学者信息、时间梯度等多维度权重，经人工智能计算分析，国际科技创新中心网络服务平台开发了“科创热榜”的推荐榜单。
基于国际科技创新中心网络服务平台（www.ncsti.gov.cn）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，我们为大家带来第三期。
这是探索星辰大海的一周，一批尖端科研设备“上穷碧落，下至琼海”；这是面向未来布局前沿的一周，高能物理、量子科学等重点领域各有斩获；这是直面生命探究本源的一周，科学家对细胞分化、遗传基因的认知继续向前拓展……
（1）
荧惑守心，却难守住它的大气层。火星的高层大气处境尤为“不安”。对外，由于火星缺乏足够的引力和磁场护其周全，高层大气首当其冲地承受着太阳风无休止的撕扯和剥离；对内，由于火星地形不对称和地势的极大落差，地面空气的涟漪效应被放大，高层大气亦受波及。
科学家们认为火星高层大气是理解整个火星大气演化的重要基础，也是火星探测的重要目标。火星大气和挥发分演化探测器（MAVEN）目前已积累了8年的在轨数据。中科院乐会军团队利用这些数据对火星高层大气进行了分析研究，发现存在显著的南北半球不对称性。
热层CO与CO2密度在不同高度的纬度结构
研究揭示：在较低太阳活动期间，北半球的电离层电子密度及热层中性气体密度更大，随着太阳活动增加，南半球的电子密度和中性其他密度均逐渐超过北半球。这项研究对深入理解整个火星大气的长期演化提供了重要参考，研究成果发表于国际学术期刊JGR
lanets。
“天宫”无小事，洒扫除尘都是学问与讲究。
早前，王亚平的“天宫课堂”让无容器实验柜进入大众视野，它通过微重力环境下的静电场，让实验样品彻底摆脱容器束缚，悬空而立，避免了材料熔炼过程中，因接触容器壁而引发的杂质污染。
然而，经过一段时间的使用之后，科学家们意外发现“天宫”的无容器实验柜里潜藏着另一种污染来源——2000℃以上高温熔体的挥发污染物，它直接影响到实验精度和效率，为此，需要研发一种针对性的清理装置。
接到任务的上海硅酸盐研究所加班加点进行技术攻关，不到一个月的时间完成装置的研制，赶在6月5日神舟十四号发射前如期交付。
航天员在空间站清理无容器材料实验柜高压电极
6月15日上午，神舟十四号乘组三名航天员应用该装置顺利开展了在轨无容器设备的清理任务，并安装了电极保护罩，解决了设备污染问题，为空间站无容器材料柜的后续微重力科学材料实验提供了保障。
南海也传来捷报。在近日的探索二号南海科考航次中，大连化学物理所研制的三种4500米级深海原位荧光传感器海试成功，最大潜深1833米，在海底连续工作七天，获得了有效数据。
搭载仪器的深海原位实验室
（2）
通常，物理理论可以告诉我们能看到什么，和不能看到什么。它有可能千百次被观测结果所验证，也有可能在下一次就与观测结果发生冲突。这种情况下，要么是观测出了问题，要么，理论面临被审视与改写的命运。
同核异能态是潜在的理想储能材料。理论预言，同核异能态有可能被电子俘获高效激发，并在后续退激过程释放全部能量。然而，2018年，美国科学家在实验中测量到的激发几率远超理论预期，为这一理论蒙上了阴影。
中科院近代物理研究所指出这项实验可能存在激发几率被高估。为了验证此判断，他们设计了一项全新的实验方案，基于兰州重离子加速器装置（HIRFL）的放射性束流线RIBLL1，将93mMo同核异能态分离、传输到低本底测量区，结合与注入信号的关联，在很低的本底水平下开展了精确测量。
93mMo粒子在RIBLL束流线初级靶位置（左上角）通过熔合蒸发反应产生，经束线进入注入端（右下角）。左下角展示93mMo在注入端发生同核异能态诱发退激与自发退激的过程，右上角展示探测端设置。
结果表明，同核异能态离子在固体材料中慢化和阻停的过程中，激发几率很小，这与相关理论计算结果一致。研究结果于近日发表在《物理评论快报》上。
环境噪声就像笼罩在量子纠缠态上的一朵阴云，科学家不得不与其长期较量。
量子导引是一类关联特性更强的特殊量子纠缠，然而对噪声环境也更为敏感。增强高维量子系统的噪声鲁棒性，实现在高噪声环境下提取高维量子导引特性，对于单方设备无关的量子信息处理具有重要意义。
(a) 双光子高维导引实验装置图 (b) 对导引不等式的违反程度(c) 不同维度的噪声阈值 (d) 不同测量设置的噪声阈值
西安交大张沛教授研究组制备了11维轨道角动量最大纠缠态和各向同性态，并利用完整相互无偏基进行投影测量。实验结果表明，与两测量设置对比，基于多测量设置的方法可以揭示更高的量子导引强度，这使得高维量子导引可以从更高噪声的环境中被提取出来。这项研究成果同样发布于《物理评论快报》。
在纳米晶铝合金工程化应用过程中，室温下溶质脱溶的热稳定性不足，以及晶内位错存储匮乏的塑性变形能力不足，是制约其发展的两大瓶颈问题。
传统观念认为应该消除空位以稳定溶质原子，但是在实际应用中，消除空位几乎是无法实现的。
西安交大金属材料强度国家重点实验室孙军院士团队提出了采用超高空位浓度来稳定纳米铝合金中溶质原子的新策略，补充和拓展了空位促进时效析出的传统认知，在技术层面上同时解决了热稳定性差和室温塑性不足的瓶颈难题，有望推动纳米晶铝合金的工程化应用。这一成果发布在《自然通讯》。
（3）
冰桶挑战运动让更多人了解和关注渐冻症（ALS），ALS的关键致病基因SOD1，如何由稳定的天然蛋白转化为具有致病结构的病毒蛋白仍是困扰科学界的谜题。
近日，《自然通讯》以长文形式在线发表武汉大学生命科学学院教授梁毅课题组的最新研究成果。成果指出，在SOD1错误折叠过程中，脱辅基SOD1亚基的一个-螺旋和由8个-折叠组成的-桶状结构转变成SOD1纤维的13个-折叠结构。该研究首次在原子水平上揭示了SOD1由生理型向病理型结构转变的机制，使得发展新的基于SOD1纤维结构的ALS治疗药物成为可能。
全长人SOD1纤维的原子结构模型
细胞分化过程形成了形态、结构、功能各异的细胞类型，并造就了生物圈中丰富多彩的多细胞生物群体。如何根据基因调控网络推断细胞分化过程？这次，生物学家和数学家联手合作，做出解答。
中科院分子陈洛南研究组与北京大学数学院李铁军教授、东京大学Aihara教授团队提出了“细胞分化的势能景观分解理论和全新方法”：始于基因、成于调控、终于类型。
这套理论将为细胞分化过程及各种复杂生物过程的建模、势能景观理论的发展、以及同类型的动力学系统分析，提供有效的数学工具和计算方法。
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发表于 2024-4-28 09:45:29
