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刊名:中国科学技术大学学报
主办:中国科学技术大学
ISSN:0253-2778
CN:34-1054/N
语言:中文
周期:月刊
被引频次:29825
数据库收录:
中文核心期刊(2017);CA化学文摘(2013);CSCD中国科学引文库(2019-2020);美国剑桥科学文摘(2013);统计源期刊(2018);文摘杂志(2013);期刊分类:大学学报

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2018 年度中国科学十大进展简介(3)

来源:中国科学技术大学学报 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2020-09-07

【作者】网站采编

【关键词】

【摘要】:夫伽马射线望远镜阵列的间接探测获得的电子宇宙射线能谱在 1 TeV(1 TeV=1000 GeV,1 万亿电子伏特)附近存在有拐折的迹象,但其系统误差很大。 我国首颗

夫伽马射线望远镜阵列的间接探测获得的电子宇宙射线能谱在 1 TeV(1 TeV=1000 GeV,1 万亿电子伏特)附近存在有拐折的迹象,但其系统误差很大。 我国首颗天文卫星“悟空号”(DAMPE)的电子宇宙射线的能量测量范围比起国外的空间探测设备(如AMS-02、Fermi-LAT)有显著提高,拓展了人类在太空中观察宇宙的窗口。DAMPE 合作组基于悟空号前530天的在轨测量数据,以前所未有的高能量分辨率和低本底对 25 GeV—4.6 TeV 能量区间的电子宇宙线能谱进行了精确的直接测量。悟空号所获得能谱可以用分段幂律模型而不是单幂律模型很好地拟合,明确表明在 0.9 TeV 附近存在一个拐折,证实了地面间接测量的结果。该拐折反映了宇宙中高能电子辐射源的典型加速能力,其精确的下降行为对于判定部分电子宇宙射线是否来自于暗物质起着关键性作用。此外,悟空号所获得的能谱在 1.4 TeV 附近呈现出流量异常迹象,尚需进一步的数据来确认是否存在一个精细结构。 瑞典皇家科学院院士、诺贝尔物理学奖评奖委员会秘书 Lars Bergstrom 教授肯定了这是首次直接测量到这一拐折。美国约翰霍普金斯大学 Marc Kamionkowski 教授评论认为,这是 2018 年度最令人激动的科学进展之一。 7 揭示水合离子的原子结构和幻数效应 离子与水分子结合形成水合离子是自然界最为常见和重要的现象之一,在很多物理、化学、生物过程中扮演着重要的角色。早在 19 世纪末,人们就意识到离子水合作用的存在并开始了系统的研究。100 多年来,水合离子的微观结构和动力学一直是学术界争论的焦点,至今仍没有定论。究其原因,关键在于缺乏原子尺度的实验表征手段以及精准可靠的计算模拟方法。 北京大学物理学院量子材料科学中心江颖、王恩哥和徐莉梅研究组与化学与分子工程学院高毅勤研究组等合作,开发了一种基于高阶静电力的新型扫描探针技术,刷新了扫描探针显微镜空间分辨率的世界纪录,实现了氢原子的直接成像和定位,在国际上首次获得了单个钠离子水合物的原子级分辨图像,并发现特定数目的水分子可以将水合离子的迁移率提高几个量级,这是一种全新的动力学幻数效应。结合第一性原理计算和经典分子动力学模拟,他们发现这种幻数效应来源于离子水合物与表面晶格的对称性匹配程度,而且在室温条件下仍然存在,并具有一定的普适性。 该工作首次澄清了界面上离子水合物的原子构型,并建立了离子水合物的微观结构和输运性质之间的直接关联,颠覆了人们对于受限体系中离子输运的传统认识。这对离子电池、防腐蚀、电化学反应、海水淡化、生物离子通道等很多应用领域都具有重要的潜在意义。 Nature Reviews Chemistry 主编 David Schilter 发表评论文章认为,这项研究获得了“堪称完美的水合离子结构和动力学信息”。 8 创建出可探测细胞内结构相互作用的纳米和毫秒尺度成像技术 真核细胞内,细胞器和细胞骨架进行着高度动态而又有组织的相互作用,以协调复杂的细胞功能。观测这些相互作用,需要对细胞内环境进行非侵入式、长时程、高时空分辨、低背景噪声的成像。 为了实现这些正常情况下相互对立的目标,中国科学院生物物理研究所李栋研究组与美国霍华德休斯医学研究所 Jennifer Lippincott-Schwartz 和 Eric Betzig 等合作,发展了掠入射结构光照明显微镜(GI-SIM)技术,该技术能够以 97 纳米分辨率、每秒 266 帧对细胞基底膜附近的动态事件连续成像数千幅。 研究人员利用多色 GI-SIM 技术揭示了细胞器-细胞器、细胞器-细胞骨架之间的多种新型相互作用,深化了对这些结构复杂行为的理解。微管生长和收缩事件的精确测量有助于区分不同的微管动态失稳模式。内质网(ER)与其他细胞器或微管之间的相互作用分析揭示了新的内质网重塑机制,如内质网搭载在可运动细胞器上。而且,研究发现内质网-线粒体接触点可促进线粒体的分裂和融合。 中国科学院外籍院士、美国杜克大学王小凡教授评论认为,这项工作发展了一项可视化活细胞内的细胞器与细胞骨架动态相互作用和运动的新技术,将会把细胞生物学带入一个新时代,有助于更好地理解活细胞条件下的分子事件,也提供了一个从机制上洞察关键生物过程的窗口,可对生命科学整个学科产生重大影响。 9 调控植物生长—代谢平衡 实现可持续农业发展 通过增加无机氮肥施用量来提高作物的生产力,虽能保障全球粮食安全,但也加剧了对生态环境的破坏,因此提高作物氮肥利用效率至关重要。这需要对植物生长发育、氮吸收利用以及光合碳固定等协同调控机制有更深入的了解。 中国科学院遗传与发育生物学研究所傅向东研究组与合作者的研究显示,水稻生长调节因子 GRF4 和生长抑制因子 DELLA 相互之间

文章来源:《中国科学技术大学学报》 网址: http://www.zgkxzz.cn/qikandaodu/2020/0907/330.html


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