粒子物理

来宾在瑞士日内瓦参观欧洲核子研究中心多媒体中心。欧洲核子研究中心位于瑞士日内瓦附近，跨瑞士和法国边境，是全球重要的粒子研究机构，重点模拟研究宇宙大爆炸之后的最初状态。 　　新华网日内瓦2月21日电(记者刘洋　杨京德)从瑞士日内瓦驱车进入法国，沿途宁静的田园风光令人沉醉。这是一片位于阿尔卑斯山与汝拉山雪峰间的平原，镶嵌着一座座牧场、葡萄园、古朴村镇，而就在平原地表之下100多米深处，无数粒子或许正围绕着一个周长27公里的巨大环形设备，以接近光速运行，并剧烈碰撞。 　　这不是科幻小说的虚构，而是欧洲核子研究中心最重要的设备——大型强子对撞机运转的情景。经过近两个月的技术维护后，按计划，对撞机21日再次开始运行。记者有幸在此之前，由研究中心的中方研究员、粒子物理学家任忠良博士带领，进入研究中心并探访这神秘的地下“粒子物理王国”。 　　科研“地球村” 　　欧洲核子研究中心建于1954年，是二战后欧洲合作的产物，但今天的研究中心早已不再局限于欧洲，而更像一个“地球村”，会聚了来自世界上80多个国家和地区、580余所大学与科研机构的近8000名科研人员，其中包括来自中国科学院高能物理研究所和山东大学等中国科研院所的近百名师生。 　　漫步在研究中心园区里，可以看到宽阔的草坪上和露天咖啡座上，不同肤色、不同装束的学者三五成群地坐在一起，操各种口音的英语或法语讨论问题。 　　除进行前沿物理试验外，研究中心还承担了为世界各国大学培养物理学人才的任务，许多物理学家的硕士或博士论文都在这里完成。 　　研究中心洋溢着尊重科学的气氛，就连园区的各条道路都以在科学领域有重大贡献的人士名字命名。从第一个设想物质是由原子组成的古希腊哲学家德谟克利特，到发现镭和钋等放射性元素的居里夫人，他们对人类认知的贡献，以这样的方式被铭记。 　　地下“粒子物理王国” 　　大型强子对撞机位于日内瓦附近、瑞士和法国交界地区地下的环形隧道内。为探测质子撞击试验产生的结果，研究中心在大型强子对撞机上安装了4个探测器同时进行试验，其中最大的就是位于瑞士一侧的超环面仪器。 　　经过两道严格安检后，记者跟随任忠良博士深入地下100多米的超环面仪器试验现场。站在坑道内高耸的钢结构探测器旁，如同站在希腊神话里的擎天巨神脚下，深感一己之渺小。 　　这个圆柱形庞然大物高25米，长45米，重7000吨，相当于埃菲尔铁塔或100架波音747客机的重量。任忠良博士说，超环面仪器就像一架高精度巨型数字照相机。对撞机发射的粒子束经过这个探测器时发生碰撞，产生的粒子沿着碰撞半径方向向外发散，这些肉眼难以察觉的物理现象都会在这一高性能探测器上留下影像。超环面仪器抓取碰撞影像的速度可达每秒4000万次，从而在粒子级别上记录任何细微的变化。 　　为处理由此产生的海量数据，3000台计算机会同时运转，从大量无效碰撞数据中选取符合研究需要的少数粒子高能对头碰撞记录并加以分析。即便如此，筛选出的有用数据量仍大得惊人。这一探测器运行一年产生的数据如用DVD光盘刻录，所有光盘铺排起来将长达7公里。 　　人造宇宙大爆炸 　　为从微观世界揭开宇宙起源的奥秘，研究宇宙产生初期的环境，物理学家设计了通过粒子对撞，模拟宇宙大爆炸的试验，大型强子对撞机就是进行这一模拟过程的“利器”。 　　可想而知，实现高能粒子对撞并非易事。据任忠良博士介绍，大型强子对撞机使用了超低温、超导等超越人类现有工业水平的尖端技术。 　　为产生偏转粒子所需要的强磁场，对撞机采用液态氦将管道温度降至零下271摄氏度的超低温，用低温超导技术产生零电阻以保障磁场强度。此外，为维持低温，减少管道内外热量交换，还使用了真空技术，对撞机周长27公里的环形管道内的真空空间相当于巴黎圣母院的大小。 　　低温还带来金属等材料热胀冷缩的问题，这就要求在管道连接处使用可滑动的接点，但可滑动连接点同时也带来另一个问题：上万个连接点中，任何一个点如因接触不良出现微小电阻，强大的电流通过时就会瞬时释放大量热能，毁掉超导状态。热量还会气化冷却管道用的液态氦，导致大爆炸。 　　2008年，对撞机调试过程中就发生了一次类似事故，使整个试验的进度延后一年。研究中心花了整整一年，投入超过5000万瑞士法郎(约合5300万美元)才将设备修复。 　　寻找“上帝粒子” 　　大型强子对撞机目前的主要工作就是寻找希格斯玻色子。它是由英国人彼得希格斯等物理学家在上世纪60年代提出的一种基本粒子，被认为是物质的质量之源，因此被称为“上帝粒子”。 　　这种粒子就像神话中的独角兽一样难觅影踪。在粒子物理学的标准模型中，总共预言了62种基本粒子，其中的61种都已被验证，唯独希格斯玻色子始终游离在物理学家的视野之外。找到这种粒子，就找到建筑粒子物理学经典理论大厦的最后一块基石，如证明它不存在，整座大厦就要被推倒重建。 　　此前，许多顶级物理研究机构曾试图通过对撞试验寻找希格斯玻色子，但都没有成功。如今，有了世界上能量级别最高的大型强子对撞机，欧洲核子研究中心的科学家对捕获这头“独角兽”充满信心。 　　研究中心主任、德国粒子物理学家罗尔夫霍伊尔说，对撞机在过去一年表现非常出色，因此大家普遍对试验充满信心。霍伊尔风趣地化用莎士比亚的名言说，希格斯玻色子存在还是不存在，这是一个问题，而这个问题的答案很可能在未来两年内揭晓。

2月27日至28日，中国科学院粒子加速物理与技术重点实验室成立大会暨2015学术年会在中科院高能物理研究所成功召开。来自北京大学、清华大学、中国工程物理研究院、美国劳伦兹伯克利实验室，中科院近代物理研究所、上海应用物理研究所、高能物理研究所的9位实验室学术委员会专家，及中科院前沿科学与教育局重点实验室处处长侯宏飞，高能所所长王贻芳，党委书记潘卫民，副所长陈刚等及实验室成员140余人参加了年会。潘卫民主持成立大会。 　　侯宏飞首先宣读了成立院级重点实验室的文件，陈刚宣布实验室室务委员会主任及学术委员会聘任名单，王贻芳为学术委员会委员颁发聘书，并邀请侯宏飞共同为实验室揭牌。侯宏飞代表中科院对实验室成立表示祝贺，高度肯定了近几年实验室建设与申请工作的成效，对实验室的建设与发展提出了期望与建议。王贻芳指出实验室成立的重要性，做好重点实验室工作将对加速器物理与技术的发展起到很好的推动作用，强调实验室发展要瞄准本领域国际前沿、依托学科建设，多出学术成果，更好地服务于未来基于加速器的大科学装置及先进技术转化。 　　重点实验室主任秦庆对实验室近几年的建设和发展历程进行了简要回顾，提出了实验室的管理方针与规划目标。重点实验室学术委员会委员、上海应用物理研究所研究员冷用斌作年会特邀学术报告，介绍了逐束团诊断技术研究方面的前沿进展，引发与会人员热烈讨论。实验室粒子加速物理、超导高频、低温技术、束流测控技术、功率源与电源技术、微波技术等重点学科方向的报告人也分别介绍了各自领域2014年度的研究进展以及2015年的科研计划。 　　2月28日，重点实验室学术委员会主任陈森玉主持召开了实验室第一届学术委员会第一次会议。大家首先对各重点学科的报告进行了总结和讨论，认为各个学科目前都有不错的发展，特别是有些学科跻身于国际前沿，取得了不俗成绩。但各个重点学科未来的发展要有清晰的规划，或跻身国际前沿，或进行成熟产品的产业化，要有所侧重。针对重点实验室未来的发展规划，委员们进行了热烈的讨论。委员们一致认为，实验室未来的发展方向需要排出优先级，突出重点，争取培养出能够在本领域内引领世界前沿发展的重点学科。

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1月8日上午，中国科学技术大学举行粒子物理与技术研究中心揭牌仪式，校党委书记许武、校长助理朱长飞、物理学院执行院长刘万东和中心主任赵政国教授共同为中心揭牌。 　　许武肯定了中心的定位和建设中国大科学工程的“黄埔军校”目标，表示学校将会积极支持中心的建设，并预祝中心健康发展。朱长飞代表学校对该中心的成立表示祝贺。刘万东代表物理学院祝贺中心成立。赵政国教授汇报了中心的简况。他回顾了中国科大粒子物理学科的发展历程，分析了现状和面临的挑战，介绍了成立中心的必要性以及对中心建设的构想。他提出，中心的建设目标是成为中国大科学工程的“黄埔军校”。

作者：俄勒冈州大学Laurel Hamers　　　UO CAMCOR工厂的扫描电子显微镜。物理学家Ben McMorran和他的团队想出了一种改进研究工具性能的方法。图片来源自俄勒冈州大学　　量子怪诞正在为电子显微镜打开新的大门，成为高分辨成像的强大工具。　　UO物理学家Ben McMorran实验室的两项新进展正在改进显微镜。这两种方法都源于量子力学的一个基本原理：电子可以像波和粒子一样同时运动。这是许多奇怪的量子级怪诞的例子之一，在这些怪诞中，亚原子粒子的行为似乎往往违反了经典物理定律。　　其中一项研究发现了一种在显微镜下研究物体而不与之接触的方法，从而防止显微镜损坏易碎样品。第二种方法设计了一种同时对一个样本进行两次测量的方法，提供了一种研究该物体中的粒子如何跨距离相互作用的方法。　　McMorran和他的同事在两篇论文中报告了他们的发现，这两篇论文都发表在《物理评论快报》杂志上。　　“通常很难在不影响它的情况下观察到一些东西，尤其是当你观察细节时。”McMorran说道：“量子物理学似乎为我们提供了一种在不破坏事物的情况下更深入地研究它们的方法。”　　电子显微镜被用来近距离观察蛋白质和细胞以及非生物样本，比如新材料。电子显微镜将电子束聚焦在样品上，而不是传统显微镜中使用的光。当光束与样品相互作用时，其某些特性会发生变化。探测器测量光束的变化，然后将其转换为高分辨率图像。　　但这种强大的电子束会对样品中的脆弱结构造成破坏。随着时间的推移，它可能会削弱科学家试图研究的细节。　　作为一种解决方法，McMorran的团队使用了20世纪90年代初发表的一项理想实验，该实验提出了一种在不触碰敏感炸弹、不冒引爆风险的情况下探测敏感炸弹的方法。　　这个技巧依赖于一种叫做衍射光栅的工具，衍射光栅是一种带有微小缝隙的薄膜。当电子束击中衍射光栅时，它被一分为二。　　McMorran实验室的研究生Amy Turner是第一项研究的主导人，她解释说：“在这些分束衍射光栅正确对准的情况下，电子进入并分裂成两条路径，但随后重新组合，使其只流向两种可能输出中的一种。其原理是，当你放入样品时，电子与自身的相互作用会被打断。”　　在这种装置中，电子不会像传统的电子显微镜那样击中样品。相反，电子束重组的方式揭示了范围内样本的信息。　　在另一项研究中，McMorran的团队使用类似的衍射光栅装置同时在两个地方测量样品。他们将电子束分开，使其在一个小金粒子的两侧通过，测量电子传递到每一侧的粒子的微小能量。　　这种方法可以揭示样本在原子水平上的敏感细微差别，了解样本中粒子相互作用的方式。　　劳伦斯伯克利国家实验室的博士后研究员Cameron Johnson在McMorran的实验室做了博士研究，并领导了这项研究。他认为：“这项研究的特殊之处在于，你可以观察它的两个独立部分，然后将它们结合在一起，看看这是一种集体振荡，还是它们之间不相关。我们可以超越显微镜的能量分辨率和通常无法达到的探针相互作用的极限。”　　虽然这两项研究进行了不同类型的测量，但它们使用的是相同的基本设置，即所谓的干涉测量法。McMorran团队的成员认为，他们的工具可能在他们自己的实验室之外有用，可以用于各种不同类型的实验。　　Turner自豪道：“这是第一台此类电子干涉仪。人们以前使用过衍射光栅，但这是一种功能灵活的版本，可以根据不同的实验进行调整。”　　McMorran谈到，如果有合适的材料和说明，这种装置可以被添加到许多现有的电子显微镜上。他的团队已经引起了其他实验室研究人员的兴趣，他们希望在自己的显微镜中使用干涉仪。参考资料：Amy E. Turner et al, Interaction-Free Measurement with Electrons, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.110401Cameron W. Johnson et al, Inelastic Mach-Zehnder Interferometry with Free Electrons, Physical Review Letters (2022). DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.147401

据美国加州大学欧文分校官网20日报道称，该校物理学家主导的“前向搜索实验”（FASER）首次探测到粒子对撞机产生的中微子，此前该团队曾观察到6个中微子之间的相互作用，此次新发现有望加深科学家对中微子的理解，还有助揭示行进较长距离与地球发生碰撞的宇宙中微子，为管窥遥远宇宙打开一扇窗。中微子无处不在，非常神奇，被称为宇宙的“隐形人”，是宇宙中数量最丰富的粒子。1956年，科学家首次探测到反应堆发出的中微子，确认了其存在。中微子在恒星燃烧过程中也发挥着关键作用。FASER联合发言人、欧洲核子研究中心（CERN）粒子物理学家杰米博伊德解释道，中微子对建立粒子物理学标准模型非常重要，但科学家们此前从未探测到对撞机产生的中微子。FASER位于CERN内，旨在探测CERN著名的大型强子对撞机（LHC）产生的粒子。研究人员指出，他们从一个全新的来源，也就是粒子对撞机那里发现了中微子。目前物理学家研究的大多数中微子都是低能中微子，但FASER探测到的中微子是迄今实验室制造出的最高能量的中微子，与深空粒子在地球大气层中引发剧烈粒子簇射时发现的中微子相似。博伊德称，新发现的高能中微子能向人们揭示宇宙深空的奥秘，这是用其他方法无法获得的，LHC中发现的这些高能中微子对于理解粒子天体物理学中真正令人兴奋的观测结果至关重要。除探测中微子外，FASER的另一个主要目标是识别出构成暗物质的粒子。物理学家认为，暗物质构成了宇宙中的大部分物质，但从未被直接观测到。FASER尚未发现暗物质的“蛛丝马迹”，不过，随着LHC将在几个月后开始新一轮粒子对撞，科学家们期待看到一些令人兴奋的信号。

科学家们在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）上发现了一种新粒子，其被称为“奇异的五夸克”。研究团队表示，发现这样的奇异粒子有助他们理解夸克是如何结合形成复合粒子的。相关论文刊发于17日出版的《物理评论快报》杂志。　　科学家们认为，夸克是不能再分割的基本粒子，目前已知的夸克包括上夸克、下夸克、粲夸克、奇异夸克、底夸克和顶夸克6种。夸克通常“三五成群”形成强子，比如重子（由3个夸克组成的质子和中子等）和介子。但更多夸克也能“成群结队”形成“四夸克态”和“五夸克态”。　　此前，物理学家也发现了几种“四夸克态”。2022年7月，LHC上底夸克探测器（LHCb）实验合作组宣称，发现了一种“五夸克态”。　　在最新研究中，科学家们通过以极高的能量让两束质子发生对撞，从而发现了这一新粒子，最新发现的五夸克粒子包含一个奇异夸克。　　团队成员之一、意大利米兰大学伊莉莎贝塔斯帕达罗诺雷拉指出，质子和中子等常见的强子通常由两到三个夸克组成，他们最新发现的“五夸克态”非常奇特。　　诺雷拉表示，科学家们发现了越来越多“四夸克态”和“五夸克态”，这些研究就像是粒子领域的“文艺复兴”，科学家们收集的证据越来越多，也越能研究更复杂的衰变，研究这些奇异的夸克态很重要，因为它们有助于揭示夸克在粒子内部的结合情况。

一、测试原理粒子束成像设备如SEM、FIB等，成像介质为被聚焦后的高能粒子束（电子束或离子束）。以扫描电镜（SEM）为例，通过光学系统内布置的偏转器控制这些被聚焦的高能电子束在样品表面做阵列扫描动作，电子束与样品相互作用激发出信号电子，信号电子经过探测器收集处理后，即可得到由电子束激发的显微图像。图1：偏转器的结构示意（左）；电镜图像（右）基于以上原理，一台粒子束设备在进行显微成像时，其分辨能力与下落至样品表面的粒子束的束斑尺寸相关，束斑的尺寸越小，扫描过程中每个像元之间的有效间距即可越小，设备的分辨本领越高。当相邻的两个等强度束斑其中一个束斑的中心恰好与另一个束斑的边界重合时，设备达到分辨能力极限（图2）。图2：分辨能力极限示意图不考虑粒子衍射效应时，经聚焦后的粒子束截面可视为圆形（高斯斑），其束流强度沿中心向边缘呈高斯分布（图3）。以扫描电镜为例，在光学设计和实验阶段，通常使用直接电子束跟踪和波光计算（direct ray-tracing and wave-optical calculations）方法，来获得聚焦电子束的束斑轮廓。该过程是将电子束的束流分布采用波像差近似算法来计算图像平面上的点展宽函数PSF（Point Spread Function），基于PSF即可估算出包含总探针电流的某一部分（如50%或80%）的圆的直径，从而得到设备的分辨能力水平。图3：高斯斑的截面形状和强度分布示意图但是在设备出厂后，由于粒子束斑尺寸在纳米量级，无法直接测量，因此行业通常使用基于成像的测试方法，测试粒子束设备的分辨能力。 锐利物体边界的边界变化率法是行业目前达到共识的测试粒子束斑尺寸的方法，即使用粒子束成像设备对锐利物体（通常是纳米级金颗粒）进行成像，沿图像中锐利物体的边缘绘制亮度垂直边缘方向的变化曲线，并选取曲线上明暗变化位置一定比例对应的物理距离，来表示设备的分辨率（图4）。为了保证测试准确性，可以在计算机帮助下取数百、数千个锐利边界的亮度变化率曲线求取均值，以获知设备的整体分辨能力。图4：金颗粒边界测量线（上图红线）；测量线上的亮度变化（下左）；取多条测量线后得到的设备分辨率示意（下右）边界变化率曲线上亮度25%-75%位置之间的物理距离d，可以近似认为是粒子探针束流50%时所对应的粒子束斑直径，在粒子束成像设备行业通常用此距离d来最终标识设备的分辨能力。图5：边界变化曲线与高斯斑直径对应示意图二、测试方式「 样品的选择 」金颗粒通常采用CVD或者PVD等沉积生长的方法获得，由于颗粒形核长大的过程可以人工调控，因而最终得到的金颗粒直径的大小可以被人工控制，所以视不同用途，金颗粒的规格也不同。以Ted Pella品牌分辨率测试金颗粒为例，用于SEM分辨率测试的标准金颗粒有五种规格，其中颗粒尺寸较小的高分辨、超高分辨金颗粒（如617-2/617-3）通常用于测试场发射电镜的分辨能力；颗粒尺寸较大的金颗粒（如617/623）通常用于测试钨灯丝或小型化电镜的分辨能力，详细的颗粒尺寸和适用设备见图6。测试时，不合适的金颗粒选择无法准确反映一台电镜的分辨能力。图6：Ted Pella品牌金颗粒规格及适用机型「 SEM光学参数的设置 」分辨率的测试旨在测试设备在不同落点电压下的各个探测器的极限分辨能力，因此，与电子光学相关的成像参数设置需要注意以下内容：（1）视场校准：保证放大倍数、视场尺寸的准确；（2）目标电压：这里特指落点电压，即电子束作用在样品上的真实撞击电压；（3）探测器：不同探测器收取信号的能力不同，因此获得图像的极限分辨能力不同，因此都要测试，通常镜筒内探测器ETBSE；（4）光阑/束斑：通常在每个电压下使用可以正常获得图像的最小光阑（以获得极限分辨能力）；（5）工作距离：通常在每个电压下使用可以正常获得图像的最小工作距离（以获得极限分辨能力）。「 SEM图像采集条件 」（1）合理的测试视野/放大倍数测试时，所选用的测试视野（放大倍数）需要根据设备的分辨能力做出调整，一般放大倍数取每个像素的pixel size恰好与真实束斑尺寸接近即可。比如：对于真实分辨能力约1.5nm的设备，调整放大倍数使屏幕上每个像素对应样品上的真实物理尺寸为1.5nm，即在采集1024*1024像素数的图像进行测试的前提下，选择不大于1024*1.5nm≈1.5um的视野进行测试即可。表1：分辨率测试的FOV及放大倍数估算表（2）合理的亮度、对比度采集金颗粒图像时，亮度和对比度的选择也需要合理，也就是通常所讲的不要丢失信息。在不丢失信息的前提下，图像亮度对比度稍微偏高或偏低，只要边缘变化曲线的高线和低线均未超出电子探测器采集能力的上限或者下限，曲线虽然在强度方向（Y方向）出现的位置和差值有所变化，但距离方向（X方向）及变化趋势均不改变，因此使用25%-75%变化率对测量出来的分辨率数值d基本没有影响（图7）。然而，当使用过大的亮度、对比度设定后，当边缘变化曲线的高线和低线至少一边超出电子探测器采集能力的上限或者下限，再使用25%-75%变化率对测量出来的分辨率数值d就不再准确，这时测出的分辨率数值无效（图8）。图7：合理的亮度对比度及边界变化率的曲线图8：不合理的亮度对比度及边界变化率的曲线三、总结基于上述图像学进行的分辨率测试，是反映粒子束设备整体光学、机械、电路、真空等全面综合性能的关键手段。该测试在设备出厂交付时用于验证设备的性能指标，在设备运行期间不定期运行该测试以关注分辨率指标，可以快速帮助使用人员和厂商工程师快速发现设备风险，从而及时制定维护、维修方案，以延长设备的稳定服役时间。 钢研纳克是专业的仪器设备制造商，同时提供完善可靠的第三方材料检测服务、仪器设备校准服务，力求在仪器设备产品的开发、生产、交付、运行全流程阶段遵循行业标准和规范，采用统一的品质监控手段，保证所交付产品品质的稳定可靠。参考文献[1] J Kolo&scaron ová, T Hrn&ccaron í&rcaron , J Jiru&scaron e, et al. On the calculation of SEM and FIB beam profiles[J]. Microscopy and Microanalysis, 2015, 21(4): 206-211.[2] JJF 1916-2021, 扫描电子显微镜校准规范[S].本技术文章中扫描电镜图像由钢研纳克FE-2050T产品拍摄。

如何沉积纳米粒子——纳米粒子单层膜沉积实用指南 纳米颗粒的二维致密单层膜沉积是多种技术和科学研究的基础。例如，纳米粒子单层膜可以作为传感器上的功能层，也可以用来生产用于纳米球光刻的胶体掩模。但是，怎样才能高效、可靠地得到具有三维自由度的纳米颗粒溶液，并将这些颗粒限制在横跨大基底的(二维)单层中呢?传统的纳米颗粒沉积技术纳米颗粒沉积技术种类繁多。一些相对简单和快速的方法包括溶剂蒸发、浸渍镀膜和旋涂镀膜。然而，这些技术可能会浪费大量的纳米颗粒，并且无法有效控制纳米颗粒的密度和配位结构。溶剂蒸发溶剂蒸发容易产生所谓的咖啡渍圈环效应，这种效应是由马朗戈尼流动引起的。这将导致不均匀沉积，中心的纳米粒子沉积稀疏，而边缘则形成多层纳米粒子沉积。 浸渍镀膜另一方面，如果只是用纳米粒子覆盖基底，浸渍镀膜将是一种很好的技术。然而，使用这种方法沉积纳米颗粒单分子层是非常具有挑战性的。同时，浸渍镀膜需要大量的纳米颗粒，这在处理昂贵纳米颗粒材料时将成为一个大的限制因素。 旋涂镀膜旋涂镀膜也是一种很有吸引力的方法，因为它易于规模化放大，而且在半导体工业中是一种众所周知的技术。然而，使用这种方法，薄膜的质量和多个工艺参数紧密相关，如：自旋加速度、速度、纳米颗粒的大小、基材的润湿性和所用溶剂。这使得对薄膜属性的精确控制变得非常困难。而且，一般旋涂镀膜需要大量的纳米颗粒溶液。 气液界面的单层镀膜在这里，气液界面沉积纳米颗粒单层提供了一种高度可控的沉积方法，可以将其沉积在几乎任何基底上。纳米颗粒被限制在气液界面，界面面积逐渐减小，使得纳米颗粒更加紧密地聚集在一起，从而可以实现控制沉积密度的目的，因为单位区域面积沉积的纳米颗粒的数量很容易计算，这样对纳米颗粒的需求量就会大大降低。 单层薄膜形成后，可以通过简单的上下提拉基底即可将界面上的薄膜转移到基底上。 在线网络研讨会报名如果您对如何制备纳米颗粒单分子膜感兴趣，想获取更多这方面的知识，请报名参加由伦敦大学学院的Alaric Taylor博士举办的题为“纳米颗粒单分子层薄膜沉积实用指南”的网络研讨会。报告人Alaric Taylor简介：Alaric Taylor博士是伦敦大学学院工程和物理科学研究委员会（EPSRC）研究员，他在纳米光子材料的制造，尤其是通过在气-液界面开发胶体单层自组装方面有很高的造诣。 报告内容：? 详细讲解纳米颗粒沉积的具体操作? 指出需要注意的事情? 讲述纳米颗粒沉积的技巧 报告时间：2018年9月13日下午3:00（北京时间）报名联系：如需参会，请填好下列表格中的信息发送至，邮箱：lauren.li@biolinscientific.com；姓名单位邮箱电话特别提醒：因为可能会涉及电脑、系统、耳机等调试问题，建议大家提前5-10分钟进入链接。

记者10日从南京师范大学获悉，在9日举行的第41届国际高能物理大会上，欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）的紧凑介子线圈（CMS）合作组报告，他们发现了一个可能由4个粲夸克组成的奇特粒子家族。　　“清华—南师”CMS组负责人、南京师范大学教授易凯代表CMS合作组介绍，这些粒子内部可能由4个同一种重味夸克组成，物理图像相对简单而利于理解。“这是中国实验团队首次在LHC上主导观测到可能的全粲四夸克粒子，也是中国首次在CMS实验上主导新粒子的发现。”易凯说。　　夸克是一种基本粒子，目前已知有上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、顶夸克、底夸克6种类型。“粒子一般由2—3个夸克组成，例如介子由一个夸克和一个反夸克组成，而重子由3个夸克或3个反夸克组成，它们被称为传统强子；但还有一类粒子可能由4个、5个夸克或者夸克胶子混合组成，因为比较罕见，所以也被称为奇特强子。”易凯表示。　　理论学家在数十年前已预测到传统的强子和奇特强子态的存在，然而直到最近20年，科学家才在实验上观察到较为明确的四夸克态或五夸克态奇特强子。　　“但此前还没有发现过全部由重味夸克组成的奇特强子家族，即粲夸克或底夸克组成的奇特粒子。”易凯说。　　基于2016—2018年CMS采集的所有“质子—质子”对撞数据进行分析，CMS合作组随后在两个粲夸克偶素的不变质量谱中观测到了一个新的粒子家族。“其中的每一个粒子可能由4个同味重夸克组成，该家族中的3个共振峰依据质量被暂时命名为X(6600)、X(6900)和X(7300)。X(6600)和X(7300)粒子均是在世界上首次被观测到。”易凯说。　　“这是首次在实验上观测到可能由纯重味夸克组成的奇特粒子家族。”易凯强调，“虽然近20年来，科学家们发现了几十个奇特强子，但这些奇特强子究竟是怎么形成的，还是未解之谜。而此次研究发现的奇特粒子家族，夸克的组成方式相对简单，我们就可以基于这种相对简单的组合方式，继而理解这些粒子的形成模式。”　　易凯表示，CMS探测器收集的数据量大，也有很好的质量分辨率，预计将会在这个方向作出更多的贡献。　　CMS合作组由50多个国家、约240个单位的4000多名成员组成，其中，中国组成员来自中国科学院高能物理研究所、北京大学、中国科学技术大学、北京航空航天大学、清华大学、南京师范大学等多个单位。近年来，中国CMS组在希格斯粒子性质测量和多玻色子研究等方面成绩突出。

近日，北京谱仪BESIII实验国际合作组利用已经收集的100亿 J/ψ 实验数据，首次观测到新粒子X(2600)，实验结果于2022年7月19日在线发表在《物理评论快报》杂志上[Phys. Rev. Lett. 129 (2022) 042001]。此次，BESIII合作组在 J/ψ→γπ+π-η' 过程中观测到的这一新粒子X(2600)，实验确认其统计显著性大于20倍标准偏差，并测量到X(2600)的两个主要衰变模式f0(1500)η' 和X(1540)η' 的产额。这一结果是寻找研究新强子态领域又一新的重要成果。下一步在更多的衰变末态中寻找X(2600)粒子并测定其自旋宇称，对理解X(2600)粒子的本质至关重要。 自然界已发现的强子由2个或者3个夸克组成，而量子色动力学（QCD）允许多夸克态、混杂态和胶球等新型强子的存在。因此，实验上发现多夸克态、混杂态和胶球对检验和发展QCD以及强子唯象理论模型具有重要意义，一直是世界上许多高能物理实验的最重要物理目标之一。近年来，格点QCD理论取得了巨大的进展，为实验研究介子谱以及超出夸克模型的新型强子态提供了重要的理论依据，并预言了基态赝标量胶球的质量范围为 2.3–2.6 GeV/c2。BESIII 实验利用正负电子对撞可以产生大量的粲偶素粒子，其中J/ψ 的辐射衰变被公认为是寻找新型轻强子态特别是胶球的理想场所。目前实验上已确认的质量大于2GeV的粒子非常稀少。2012年BESIII实验首次在J/ψ 辐射衰变中观测到与格点QCD预言的基态赝标量胶球质量一致的共振态X(2370)。通过更多实验数据进一步探索该粒子的内部结构，并更广泛地寻找可能的2.0GeV以上的新粒子，缩小对质量大于2GeV的粒子认识的盲区，对于深入理解新型强子谱学有重要意义。 目前，BESIII实验已在J/ψ 的辐射衰变的π+π-η' 质量谱上观测到了一系列新的粒子态，包括确认BESII发现的X(1835)和新的X(2120)、X(2370)和X(2600)。这些实验结果为深入理解强子谱学提供了重要的实验依据和研究窗口。参考文献：PRL在线发表文章链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.042001 π+π-η' 质量谱

最近几年，随着基于贵金属(如Pt、Pd、Au等)的纳米催化剂被深入研究，人们开始把注意力转移到非贵金属催化剂(Fe、Co、Ni、Cu等)的可控合成和催化性质研究上。如果能够开发出替代贵金属的非贵金属催化剂，无论是从基础研究还是工业应用上来说都是非常有价值的。不过，从物理和化学性质来说，贵金属和非贵金属的区别还是非常大的。　　考虑到金属催化材料一般是用来催化氧化还原反应，因此我们这里做一些简单的对比。对于贵金属来说，它们的纳米粒子一般来说性质比较稳定，经过还原后不太容易被氧化。即使在催化反应过程中，虽然位于表面的原子会发生价态的变化，但是对于纳米粒子的整体来说，这种价态的变化并不是那么的显著。相比之下，非贵金属的性质就更加难以控制和琢磨。对于Fe和Co来说，被还原后的金属纳米粒子非常不稳定，一旦接触空气就会被氧化。如果没有一些保护的配体或者载体，那么完全变成氧化物可能就是几秒钟的事。相对来说，Ni和Cu的金属态纳米粒子相对来说稳定一些。但是如果尺寸比较小(小于5 nm)，也非常容易被空气氧化。在绝大部分加氢反应中，非贵金属的催化剂都需要经过一个预先的还原过程来进行活化。而我们在对催化剂进行表征的过程中，很多时候催化剂已经接触了空气，和实际反应条件下的样品有区别了。这种差异在非贵金属催化剂上体现的特别明显。图1. 通过Kirkendall效应，实心的Co纳米粒子被氧化形成空心的CoO结构。图片来源：Science　　在氧化和还原的过程中，不仅仅是发生化学价态的变化，很多时候还会伴随着纳米粒子形貌的变化。十多年前，材料科学家们在制备Fe、Co纳米粒子的时候就发现这些实心的纳米粒子暴露空气后会逐渐被氧化，然后形成空心结构的CoO(Science, 2004, 304, 711)。这种现象可以用Kirkendall效应来解释。同时这也说明在化学态变化的同时，物质也在纳米尺度发生迁移。上述现象目前在非贵金属体系中比较普遍 而在贵金属体系则比较少见。考虑到在催化反应中，不光是催化剂的表面性质对反应性能影响很大，催化剂活性组分的几何结构也有至关重要的影响。因此，对于在氧化-还原过程中形貌会有显著变化的非贵金属催化剂，借助一些原位表征手段研究纳米粒子在氧化-还原过程中的结构演变就是很有意义的课题。　　在2012年，来自美国Brookhaven国家实验室和Lawrence-Berkeley国家实验室的电镜科学家就借助环境透射电镜研究了CoOx纳米粒子被H2还原到金属Co纳米粒子的过程(ACS Nano, 2012, 6, 4241)。如图2所示，小颗粒的CoOx粒子在逐步还原的过程中会发生团聚，然后得到大颗粒的金属Co纳米粒子。图2. 通过原位电镜来观察CoOx还原到金属Co的过程。图片来源：ACS Nano　　对于单组份的Co纳米粒子，情况可能还相对简单一些。对于双金属甚至更多组分的非贵金属纳米粒子，在氧化-还原条件下他们的结构演变就会变得更加复杂和有趣。最近，在2012年工作基础上，美国Brookhaven国家实验室的Huolin L. Xin博士和天津大学的杜希文教授等科学家用原位透射电镜研究了CoNi双金属纳米粒子在氧化的过程中形貌的变化(Nat. Commun., 2016, 7, 13335)。图3. CoNi合金纳米粒子逐渐被氧化为多孔的CoOx-NiOx结构。图片来源：Nat. Commun.　　首先，作者考察了单个的CoNi合金纳米粒子在400 ℃下被氧化的过程。如图3a所示，实心的具有规则几何外形的纳米粒子是初始的材料。经过61秒后，在这个纳米粒子的棱角处可以观察到形貌的变化。随着时间的延长，可以明显的观察到表面形成了一层衬度较低一些的氧化层。经过了大概十分钟后，整个纳米粒子的形貌已经发生了显著的变化，说明Co和Ni在氧化的过程中不是静止的，而是在运动。再经过一段时间，实心的纳米粒子就会呈现一种核壳结构出现了氧化层和金属内核之间的明显界限。如果延长粒子在氧气气氛中的时间，金属态的内核会进一步的被氧化，直到变成一个具有多孔性质的氧化物结构(如图3b和图3c所示)。为了考察在氧化过程中Co和Ni两种元素的分布情况，作者对中间形成的结构进行了EELS elemental mapping。如图3所示，本来是充分混合的CoNi合金粒子经过氧化后，发生了部分的分离。在氧化后的粒子上，可以看到在表面形成了一个富含Co的薄层。在原文中，作者对这个氧化过程进行了三维的元素分析，确认了Co和Ni发生了空间上的部分分离。　　为了解释在原位电镜实验中观察到的现象，作者对这个氧化过程进行了理论上的计算和分析。通过经典的固体物理和物理化学的理论，作者比较了Co和Ni的氧化趋势的强弱，发现Co更容易被氧化。同时，作者还考察了Co和Ni在氧化过程中的速率，发现Co具有更前的结合O的能力，也更容易在氧化的过程中发生迁移。这样结合起来就解释了在原位电镜实验中观察到了Co和Ni发生部分的分离的现象。　　总的来说，这项工作发现了非贵金属纳米粒子中一些有趣的现象。而这些现象其实和催化过程都是有紧密的关系，可以帮助我们更好的理解非贵金属催化剂在氧化-还原条件下的一些行为。

科学家希望检测到暗物质粒子撞击普通物质。 　　凤凰科技讯 北京时间2月16日消息，英国广播公司报道，近日科学家在高山底下深处的人造洞穴里进行研究，希望能够找到宇宙中最神秘的物质之一：暗物质。深埋在意大利格兰萨索山脉顶峰的格兰萨索国家实验室看起来更像007电影里反派的巢穴：入口隐蔽在一个巨大的钢门之后，钢门位于切断山脉的一个隧道中央。建立这样隐秘的通道不是没有原因的。上方1400米厚的岩石意味着它能很好的躲避持续到达地球表面的宇宙射线。它为科学家们提供了一个安静的场所，用于思考物理学里已知最奇怪的现象。 　　内部三个广阔的大厅里正在进行大量实验——但最新开始的阴暗面50(DarkSide50)项目旨在研究暗物质。 　　我们所看到的宇宙物质其实只组成了整个宇宙的4%，科学家认为剩下的96%来自两种神秘的形式。他们预测宇宙73%的部分是由暗能量组成——一种无处不在的能量场，它作为某种反引力能够阻止宇宙自我收缩。 　　剩余的23%则来自暗物质。现在面临的挑战便是，没有任何人亲眼看到过暗物质的存在。伦敦大学学院粒子物理学家ChamkaurGhag博士解释道：“我们认为它极可能是一种粒子形式。” 　　“我们发现了光子、中子和电子以及所有能够建造物质的基本粒子。我们认为暗物质也是一种粒子，只不过以非常奇特的形式存在，因此我们可能还没有感知到它。这主要是因为它不会感受到电磁力——光不会反射它，因此我们和它的接触并不多。” 　　物理学家也将暗物质粒子称为大质量弱相互作用粒子(WIMPs)。他们认为每秒大约有几百万颗暗物质粒子经过我们身边，而我们浑然不知。但很可能偶尔的机会它们会与正常的物质碰撞，这就是我们希望借助阴暗面50探测的现象。　　 实验位于地下的一个人造洞穴里。 　　在房子大小的水槽里，一个巨大的金属球里盛装了一个名为闪烁基数器的粒子探测器。这个容器里装满了50千克的液氩以及氩元素气体形式组成的厚厚一层。“如果暗物质粒子出现并撞击氩，那么反冲原子将获得能量，并迅速的试图摆脱这种能量。”Ghag博士说道。“氩元素摆脱能量的方式便是释放出光，它会投射光子。” 　　“但它也同时会放电：相互作用过程中会释放某些电子。这些电子将会漂移至气体层，当它们撞击气体，就会发出闪光。” 　　直到现在搜寻暗物质的行动一直一无所获。有的实验声称在年度调制时目击到暗物质发出的信号。这是基于暗物质粒子的数量会随着季节变化而发生改变的观点。随着地球环绕太阳运动，它将进入一个暗物质的固定场——其中半年它将随着暗物质的潮汐力而移动——就像行驶在雨中一样。但另一半时间里它将与这种潮汐力背道而驰，因此撞击到的暗物质也更少。然而，其它研究人员却对这种用于检测暗物质的季节性变量表示质疑。 　　其它实验进行了相当长的时间，但仍没有什么特别的收获。其中一个名为XENON100的实验也在格兰萨索实验室进行，它已经持续了1年之久，却只发现了两次“事件”——这还无法排除可能存在某些残余背景辐射。但是利用DarkSide50项目，我们可能能够找到一些答案。 　　除了这个实验，另一个巨大探测器、位于美国南达科塔金矿的LUX也将很快投入使用。在未来几年，科学家计划利用更强大的探测器，例如XENON1T和LUX-Zeplin，希望能够找到这些粒子存在的第一批实验证据。 　　DarkSide50项目小组的奥尔多伊阿尼(Aldo Ianni)说道:“暗物质是目前主要的科研目标。它将帮助我们理解宇宙中的一个我们尚未了解的重大部分。我们知道存在暗物质，只是不确定它究竟是由什么组成的。” 　　徒劳的搜寻? 　　格兰萨索国家实验室的总监斯特凡诺莱格兹(Stefano Ragazzi)教授希望在他的实验设备里能够首次观测到暗物质。“这是不同实验之间的竞争——你想要成为第一个发现的人，而非第二个或者第三个。大家都预感暗物质的发现指日可待，因此每人都迫切希望自己能够成为第一个发现者。” 　　但莱格兹教授也承认，他们可能一无所获——暗物质可能并不是以WIMPs的形式存在。“到头来我们可能发现最初提出的假设其实是错误的…(暗物质)可能是完全不同的东西。但没有找到暗物质可能收获会更大。” 　　未来几周DarkSide50项目将全面启动，周围的水箱将充满纯净水，科学家只需要耐心的观察和等待。Ghag博士表示，虽然存在不确定性，但找到暗物质的潜在回报将难以估量。“这将成为革命性的发现——它会改变我们对宇宙以及它的形成和进化方式的理解。”

据英国《新科学家》杂志网站8月18日(北京时间)报道，俄罗斯国立核研究大学的亚历山大费德罗夫及其同事在即将发表于最新一期《物理评论快报》上的研究论文中说，根据他们的计算，一个强大的激光器可将制造出的首个正负电子对加速到很高的速度，从而让它们发光，这道光再与激光“合力”，产生更多的电子对。而这正是量子力学在20世纪30年代的一种预言。 　　量子力学的不确定性原理意味着，宇宙空间并不是真的空无一物。相反，宇宙的随机波动使之变成了“一锅热腾腾的粒子汤”，电子以及其对应的反物质正电子就在其中。通常情况下，这些粒子一碰到其反物质，彼此都会瞬间湮灭于无形，我们根本来不及一睹其真容。不过，物理学家在20世纪30年代曾经预言，一个非常强大的电场可以让这些“幽灵粒子”显露形迹。由于这些粒子带有相反的电荷，电场可以将它们推往相反的方向，使它们分开而不至于同归于尽。 　　而能够产生强大电场的激光器就是完成这项任务的理想“人选”。1997年,美国斯坦福直线加速器中心的物理学家们利用激光成功制造出了正负电子对，不过当时一次只能产生一个正负电子对。现在，科学家通过计算表明，下一代功能更强大的激光器可以通过启动连锁反应，捕捉到数以百万计的正负电子对。 　　俄研究小组的计算表明，对于一台可将大约1026瓦的能量聚焦于一平方厘米范围的激光器而言，这样的连锁反应能够有效地将其激光转变成数百万个正负电子对。 　　该研究论文的合作者、德国马普量子光学研究所的乔治科恩称，第一个拥有如此强大功能的激光器或许于2015年由欧洲超强激光设施项目建成，不过之后还需几年时间完成必要的升级才能达到每平方厘米聚焦1026瓦的能量。 　　美国普林斯顿大学的柯克麦克唐纳表示，能够产生大量正电子的能力对于粒子加速器非常有用，比如提议新建的国际直线对撞器，其能够以极高的能量使电子和正电子一起粉碎，模拟宇宙诞生瞬间的高能量场景。 　　目前用于大批量制造正电子的标准方法是将一块金属片上的高能电子束点火，以产生正负电子对。有专家认为，与之相比，超强激光器利用连锁反应来制造正电子的成本过于高昂。

近日，天问一号火星能量粒子分析仪获得了首个科学成果，研究讨论了基于该载荷在地火转移轨道中观测到的一个太阳高能粒子事件。相关结果于7月26日发表在《天体物理学杂志快报》（The Astrophysical Journal Letters）上，并被美国天文学会（AAS）选为亮点工作，并进行了专题报道。这项研究由澳门科技大学、中国地质大学（北京）、中科院近代物理研究所、兰州空间技术物理研究所、中国科学技术大学、美国阿拉巴马大学亨茨维尔分校和中科院国家空间科学中心组成的团队合作完成。火星能量粒子分析仪是我国首个用于研究行星际和近火星空间辐射环境的载荷，由中科院近代物理所和兰州空间技术物理研究所联合研制，于2020年7月搭载在天问一号火星探测器上发射升空，正式开启了探测任务。2020年11月29日，火星能量粒子分析仪在地火转移轨道距太阳1.39个天文单位（AU）处，观测到第25个太阳活动周期的首个大范围太阳高能粒子事件。事件发生时，天问一号与地球近似处于同一磁力线上，这使得天问一号和地球附近航天器能够在相隔数千万公里的地方观测到来自相同源区的太阳高能粒子，为研究太阳高能粒子沿磁力线在行星际空间的传播提供了一个宝贵的机会。而理解太阳高能粒子的加速与传播机制一直是空间物理和空间天气研究的重要课题之一。据了解，一旦离开近地环境进入太空、失去地球磁场的保护，宇航员及航天器就必然暴露在强烈的高能粒子辐射之中。与通量长期稳定的银河宇宙线不同，太阳高能粒子事件的发生具有偶发性和不可预测性。该类事件爆发时产生的能量粒子通常起源于太阳耀斑爆发和日冕物质抛射驱动的激波加速过程，其通量可高于背景宇宙线达几个数量级，不仅会对行星际和近地空间辐射环境带来巨大影响，也对载人航天和深空探测等空间任务构成巨大威胁。通过对比分析2020年11月29日事件期间，火星能量粒子分析仪和地球附近航天器的质子通量观测数据，研究团队发现，天问一号和地球附近航天器关联的磁力线并没有连接到太阳表面的爆发源区和行星际激波，这意味着，高能粒子必须跨越磁力线才能到达天问一号和地球附近航天器。研究团队还发现，两个位置处观测到的质子能谱形状非常相似，均表现为双幂律谱，且它们的质子强度时间曲线在太阳高能粒子事件衰减阶段也有着相似的演化趋势，呈现出典型的蓄水池现象。研究团队认为，双幂律能谱很可能是在激波加速源区产生，而传播过程中的垂直扩散效应是解释该事件中蓄水池现象的关键因素。同时，这项研究还讨论了太阳高能粒子事件峰值强度的径向相关性和磁力线长度相关性等。据了解，此次太阳高能粒子事件中，火星能量粒子分析仪与近地航天器的观测数据具有非常好的一致性，这表明火星能量粒子分析仪仪器功能与性能均符合设计预期，仪器测得的数据质量可靠，为后续环火星探测数据的研究奠定了良好基础，有望帮助人们更好地了解火星辐射环境以及规划深空探测任务。事件爆发时天问一号（灰色点）、火星（红点）、地球（蓝点）以及其它卫星的相对位置。（图源/《天体物理学杂志快报》）

美国费米国家加速器实验室过去在单粒子能量和粒子流强度这两个加速对撞机最主要参数上世界领先,但LHC和J-PARC的分别在这两个参数上都超越了费米实验室.依靠美国粒子物理十年计划,费米实验室启动Project X项目,此项目运用了最先进的加速器技术,将制造粒子流强度第一的加速器,并且依靠Project X的技术,费米实验室将在未来国际直线加速器项目上占主要地位,国际直线加速器在单粒子能量上超越了LHC. 　　费米实验室(Fermilab)的未来规划: 　　许多年来,费米实验室拥有世界上最高能量的粒子对撞机和最高强度的中微子束.(注:前者指单粒子拥有的能量,后者指粒子的流量.)然而如今CERN的LHC(大型强子对撞机)在能量上已经超越了费米实验室,日本的J-PARC正着手建设的长基线中微子项目也将优于费米实验室.在这样的国际环境下,美国基本粒子物理学会(US elementary particle physics community)启动了一项针对未来10年的规划:目标能量领先(energy frontier),强度领先(intensity frontier),宇宙暗物质暗能量探测领先(cosmic frontier).费米实验室是这项计划中加速器的唯一选址,费米实验室的未来规划将完全配合美国的这项10年计划.费米实验室的重点是建造高强度的质子源,这也是这项长期计划的关键. 　　费米实验室加速器的改进: 　　Project X是费米实验室兆瓦级质子加速器(multi-MW proton accelerator)的项目名称.它基于采用超导射频技术的氢离子线性加速器,Project X是费米实验室整个加速器项目能量和强度保持领先地位的关键.Project X为中微子物理和非标准模型物理的研究提供了最好的条件,也为非传统粒子物理领域打开了一扇窗,比如冷中子物理,加速器驱动次临界清洁核能系统(accelerator-driven subcritical systems, ADS).Project X采用与国际直线对撞机相近的技术,这可以使费米实验室成为这台未来加速器的主要承担者或是主要的技术贡献者.兆瓦级加速器的制造也为未来的μ子加速器提供了技术预备. 　　Project X 的预期目标与基本架构: 　　1)基于质子源的长基线中微子束,此质子源可以提供60~120Gev能量区间强度不小于2兆瓦的粒子束. 　　2)由高强度质子支持的精确μ子和K介子实验. 　　3)为未来的中微子工厂和μ子对撞机所需的μ子源打下基础. 　　为达到上述的目标,物理学家们设计了两套方案,一是建造8Gev的脉冲型直线加速器(pulsed linac),第二种方案是先建造约3Gev的连续波直线加速器(continuous wave linac),接着再建造8Gev的快循环同步加速器(rapid cycling synchrotron)或者超导脉冲直线加速器(superconducting pulsed linac).这两套方案中对粒子的加速和积累都用到了费米实验室已有的循环器和注入环. 　　这两套方案都能为远在1000公里外的探测器提供极高能量的中微子束,但第二套方案更精确,使用的技术是全世界最领先的. 　　Project X 初步预备投入: 　　在满足下面几个条件下,两个方案整个项目的初步预备投入(pre-CD-0)约为15亿美元: 　　1)前期规划和设计在2010年12月完成,建设期为2013年到2017年 　　
 2)美国能源部(DOE)的帮助可加快建设. 　　3)40%的风险预备金. 　　其他应用: 　　Project X发展的技术同样对下列项目有帮助: 　　1)加速器驱动能源系统 　　2)原子物理需要的稀有同位素的制备 　　3)中子源 　　4)X射线自由电子激光器 　　5)能量回收直线加速器 　　6)材料研究需要的μ子设备 　　美国参与机构: Argonne National Laboratory - 阿贡国家实验室 　　Brookhaven National Laboratory - 布克海文国家实验室 　　Cornell University - 康乃尔大学 　　Fermilab(Fermi National Accelerator Laboratory) - 费米国家加速器实验室 　　Lawrence Berkeley National Laboratory - 劳伦斯伯克力国家实验室 　　MichiganState University - 密歇根州立大学 　　Oak Ridge National Laboratory - 橡树岭国家实验室 　　Thomas Jefferson National Accelerator Facility - 托马斯杰斐逊国家加速器实验室 　　SLAC National Accelerator Laboratory - 斯坦福线性加速中心国家加速器实验室 　　Americas Regional Team of the ILC - 参与国际线性加速器设计的国内小组 　　印度的参与: 　　印度对Project X制造中涉及的技术很感兴趣,渴望获得加速器驱动系统方面的知识和技术.多家印度科研机构已经直接参与到了费米实验室超导射频设备的研发中.初期的讨论确定印度将以制造实物的方式参与Project X的研究,开发和建造中.印度将提供线性加速器50%的组件,并参与线性加速器所有的设计工作和运行任务.印度寄希望于参与Project X项目后能拥有在印度本土制造兆瓦级质子源的能力.

据物理学家组织网报道，一支由美国加利福尼亚州大学圣地亚哥分校挂帅的大气化学研究员小组向被视为的气候变化学的“圣杯”又迈进了一步：在研究过程中，他们首次直接探测到了冰云内部的生物粒子。 　　研究小组由大气化学教授金姆普拉瑟(Kim Prather)的博士生克里普拉特(Kerri Pratt)领导，普拉瑟任职于斯克里普斯海洋学研究所以及加州大学圣地亚哥分校的化学与生物化学系。2007年秋季，研究小组搭乘一架飞机穿过怀俄明州上空的云层，在高速飞行的情况下，提取了水滴和冰晶残余样本。 　　对冰晶进行的分析显示，它们几乎完全由尘埃或包括细菌、真菌孢子和植物材料在内的生物粒子构成。长久以来科学家便知道，微生物或微生物的某些部分可进入空中并借助空气传播这种方式进行长途旅行。但在直接获得有关其参与云冰形成过程的现场数据方面，这项研究还是第一次。 　　普拉特领导的研究小组进行的层状云内冰实验(以下简称ICE-L)获得美国国家科学基金会以及国家大气研究中心的资助。实验结果刊登在5月17日的在线版《自然地球科学》杂志上。普拉特说：“如果我们了解使云集结的粒子来源及其丰富程度，我们便能确定不同来源对气候的影响。” 　　当时，研究人员搭乘由国家大气研究中心操作的一架装有特殊仪器的C-130飞机飞越怀俄明州上空，并在飞行过程中对研究对象进行观测。借助这架飞机，斯克里普斯海洋学研究所领导的研究人员第一次直接探测到了云中靠空气传播的细菌，探测结果同样刊登在5月17日的在线版《自然地球科学》杂志上。 　　靠空气传播的微小粒子——浮质对云形成的影响是有关天气和气候问题中科学家最难理解的部分。在气候变化学领域，很多预测均来源于有关气候现象的电脑模拟，而在通过建模对未来气候进行预测时，浮质对云形成的影响则是科学家眼中最不确定的因素。 　　国家科学基金会大气学分部的安妮-玛丽娜斯库莫尔特纳(Anne-Marine Schmoltner)表示：“通过从飞机上对云进行实时取样，这些研究人员能够获得有关云中冰粒子细节空前的信息。通过确定单个冰粒子核心的化学成分，他们得出惊人发现——矿物质尘埃和生物粒子在云形成过程中扮演了重要角色。” 　　浮质包括尘埃、烟灰、海盐以及有机材料，其中一些的传播距离可达到数千英里。浮质形成了云的“骨架”。在这些凝结核周围，大气中的水和冰不断液化和成长，最后形成降水。科学家一直试图了解这一过程，原因很简单：云在冷却空气和影响地区性降水过程中扮演了至关重要的因素。 　　ICE-L第一次利用飞机部署飞行器浮质飞行时间质谱仪(A-ATOFMS)，这个昵称“雪莉”的仪器是最近由加州大学圣地亚哥分校研制的，研制过程获得国家科学基金会资助。ICE-L小组将“雪莉”以及一个由科罗拉多州大学研究员保罗德莫特(Paul DeMott)负责的冰库安装在C-130上，而后进行了一系列穿越波状云的飞行。在此过程中，研究人员对云冰晶残余进行了现场测量，结果发现一半由矿物质尘埃构成，大约三分之一含有氮、磷以及碳——构成生物物质的主要元素。 　　以秒计算的分析速度允许研究人员实时区分水滴与冰核残余之间的差异。冰核较水滴核相比更为罕见，同时更有可能形成降水。“雪莉”则允许研究人员对云冰内的生物粒子进行准确测量。此前，科学家曾根据在实验室进行的模拟以及对降水的测量得出结论——生物粒子扮演了冰核的角色。根据模型以及经过测量的尘埃化学成分，ICE-L小组得以确定尘埃来自亚洲还是非洲。 　　普拉瑟说：“对于我们来说，能够进行这种测量如同找到了基督教的‘圣杯’。了解哪些粒子形成冰核，哪些粒子在浓度极低时出现同时又极难进行测量，意味着我们可以进一步了解导致降水的过程。我们获取的任何新信息都具有非常重要的意义。” 　　研究发现显示，在尘暴中被卷走的生物粒子可帮助促进云冰的形成。普拉瑟表示，初步证据显示来自亚洲的尘埃可以影响北美的降水。研究人员希望利用ICE-L获取的数据设计未来的研究。在以后的日子里，类似这样的粒子可能在引起降雨或降雪中扮演越来越重要的角色。

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据物理学家组织网近日报道，新加坡国立大学工程学院生物工程系的研究人员研制出一种新技术，能够通过纳米粒子将红外光转化为紫外光和可见光，为深层肿瘤的非侵入性疗法铺平了道路。据称，该技术能够抑制肿瘤生长，控制其基因表达，是世界上首个使用纳米粒子治疗深层肿瘤的非侵入性光动力疗法。相关论文发表在近日出版的《自然医学》杂志上。 　　领导该项研究的新加坡国立大学副教授张勇(音译)说，人体内的基因会释放出一些特定的蛋白，从而保证机体的健康。但有些时候这个过程也会出现差错，导致包括癌症在内的一些疾病的产生。此前人们已经发现非侵入性光疗法能够控制基因的表达，纠正这一过程。但使用紫外光有一定副作用，有时甚至得不偿失 而可见光穿透力较弱，无法照射到组织深处的肿瘤。为此，他和他的团队开发出一种外面包裹着一层介孔(处于宏观和微观之间的尺度)二氧化硅的纳米粒子。他们发现，这种纳米粒子在被引入患者病灶区域后，可将近红外光转化为可见光或紫外光。通过这种方法就能有效激活基因，控制蛋白质的表达，从而达到治疗癌变细胞的目的。 　　研究人员称，与紫外光和可见光相比，近红外光安全且具有更强的穿透力，它能达到更深层的目标肿瘤组织而不会对健康细胞造成伤害，他们正计划将其扩展到其他以光为基础的疗法当中。该技术具有极为广泛的应用前景，除光疗法外，还可以被用于生物成像和临床诊断，借助这些纳米粒子可以获得更清晰精确的癌细胞图像。目前该项目已经获得了来自新加坡A*STAR研究所和新加坡国家研究基金的资助，下一步该团队还将借此技术开发出用于快速诊断的试剂盒。

北京时间10月28日消息，据国外媒体报道，宇宙学家表示，他们已经在银河核心深处发现与暗物质粒子有关的最令人信服的证据。该地的这种神秘物质相撞在一起产生伽马射线的次数，比天空中的其他临近区域更频繁。 　　最近几年，科学杂志上不断出现类似研究，不过要证实信息来源一直非常困难。然而费米实验室和芝加哥大学的宇宙学家、最新研究的第一论文作者丹霍普表示，10月13日出现在arXiv.org网站上的这项最新研究与此不同。他说：“除了暗物质以外，我们考虑每一个天文学来源，然而我们了解的知识无法解释这些观测资料。也没有与之密切相关的解释。”这一断言还没得到其他科学家的严格审查，不过看过这篇论文的人表示，他们还需要对该成果进行更多讨论。 　　费米实验室的天体物理学家克雷格霍甘并没参与这项研究，他说：“这是我所知道的第一项通过一个简单粒子模型，把少量与暗物质的证据有关的线索拼接在一起的研究。虽然它还没有充足证据，但它令人兴奋，值得我们去追根究底。”暗物质从137亿年前开始在庞大的能量膨胀——宇宙大爆炸过程中形成。能量冷却后形成普通物质、暗物质和暗能量，目前它们在宇宙中的比例分别是4%、23%和73%。 　　跟普通物质一样，暗物质具有引力，几十亿颗恒星正是在它们的帮助下聚集到星系里。但是这种物质很难与普通物质发生互动，人们看不到它。微中子是唯一一种曾在实验室里发现的暗物质粒子，但是它们几乎是零质量，而且在暗物质的宇宙能量部分里仅占很小比例。天体物理学家认为，剩下的很大一部分是由弱相互作用大质量粒子(WIMP)构成，这种粒子的能量大约比质子多10到1000倍。如果两个暗物质粒子撞在一起，它们就会彼此摧毁对方，产生伽马射线。 　　霍普和他的科研组通过对费米伽马射线太空望远镜在两年多时间里传回地球的数据进行分析，发现这种高能死亡信号。费米太空望远镜是美国宇航局的伽马射线望远镜，主要用来扫描银河的高能活跃区。他们发现，发出信号的相撞在一起的暗物质粒子，比质子大约重8到9倍。霍普说：“它比我们大部分人猜测的结果可能更轻一些。迄今为止我们很擅长这方面。不过人们猜测的暗物质粒子的重量范围不会一成不变。” 　　该科研组在银河核心处一个直径100光年的区域收集到的数据里发现这些信号。霍普解释说，他们之所以会关注这个区域，是因为它是暗物质最喜欢的聚集地，银河这个区域的暗物质密度，是银河边缘的10万倍。简而言之，银河核心就是一个暗物质大量聚集在一起，经常相撞的地方。 　　然而，其他科学家希望看到卡尔萨根的名言“不同凡响的发现需要不同凡响的证据”能变成现实。也就是说，他们希望看到从自然界和实验室两方面获得的证据。芝加哥大学的宇宙学家迈克尔特纳没参与这项研究，他说：“没人提供像萨根提到的那种证据。接受这一观点最困难的部分是，你必须拒绝接受天体物理学解释。大自然非常非常聪明，这可能是我们至今从没思考过的事情。” 　　特纳表示，好消息是几项有希望的暗物质探测试验目前正在进行。相干锗中微子技术(CoGeNT)等深埋地下的探测器可助霍普一臂之力。该探测器近几年可能已经发现弱相互作用大质量粒子的迹象。特纳说：“这十年是暗物质的十年。这个问题即将解决。现在所有这些探测器都在观测正确方位。”霍普同意两人的观点，不过他表示，与他交谈过的天体物理学家，没人能解释清楚这一现象。他认为，在他的发现得到支持或痛批前，也许只要数周时间就能在实验室里验证暗物质是否存在。他说：“我从没像现在一样为自己是一名宇宙学家而感到激动不已。”

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2016年7月25-29日由中国颗粒学会气溶胶专业委员会主办，国际空气与废弃物管理协会中国学会、北京粉体技术协会、中科院大气物理研究所协办，中国科学院地球环境研究所和盐城环保科技城承办的“第九届全国大气细及超细粒子技术研讨会及第十四届海峡两岸气溶胶技术研讨会”在江苏省盐城市举办。大会报告研讨会邀请了国内外和海峡两岸空气污染研究领域著名的科学家，与会者分享国际上最前沿的细粒子污染研究和控制技术。并就大气细及超细粒子物理化学特性及源解析、大气细及超细粒子测量与仪器分析、大气细及超细粒子污染及监测技术、大气细及超细粒子胶与人体健康等话题进行深刻讨论。北京赛克玛环保仪器有限公司针对细及超细粒子污染及监测展出Magee Aethalometer黑碳仪、Aethlabs 微型黑碳仪、台湾章嘉 在线气体与气溶胶成分监测仪、FAI 双通道颗粒物采样器，吸引大批专家和学者驻足观看，我公司工程师为大家详细讲解仪器的原理及应用情况，并做简单的操作演示。会间我公司代表针对黑碳的监测进行了“黑碳仪的国内应用”报告，获得了学者和专家的一致肯定。公司展位北京赛克玛环保仪器有限公司将以此次会议为契机，立足于国内外细粒子污染监测行业前沿，查找自身发展存在的不足，努力为用户提供一流的产品及运行维护等服务支持。

以色列物理学家研发使用黄金纳米粒子检测早期癌症的方法首次通过人体测试。以色列巴伊兰大学纳米科技及先进材料研究所的德奥尔· 菲克斯勒教授率领的团队，经过5年的研究证实了纳米技术在癌症早期诊断中的光明前景。他们研发的非侵入无辐射光学系统，被用于检测脑部、颈部及口腔癌症，也可用来检测位于舌头、咽喉部位的癌症发病情况。该方法已在动物身上测试成功，最近也通过了人类测试，被确认有效。 　　几分钟即可检测出癌症且成功率超过90% 　　这种发明是如何工作的?如果一位口腔感到疼痛并伴有其他病症的患者去看医生，有一种令人不安的可能就是，该患者正受到口腔癌、舌癌或喉癌的折磨。医生要求患者使用一种特殊的混合物漱口，几分钟后便能确认患者是否患有癌症。 　　这样的测试很简单，患者只要花上几分钟，用含有黄金纳米粒子的混合物漱口，这些粒子能够有效给癌细胞着色，着色部位被一个专门研发的工具扫描成图，医生便可在电脑屏幕上查看结果。当前的临床试验表明，该方法可成功检测出人类舌头及咽喉部位的癌症。舌癌的检测在特拉维夫大学牙医学院进行，咽喉癌的检测由舍巴医学中心耳鼻喉部完成。菲克斯勒说：&ldquo 我们将试验结果和病人活检结果进行对比，该试验的成功率超过90%。&rdquo 　　两种技术手段成就这一快速检测技术 　　菲克斯勒研发的检测方法包括了两种在医学领域还未充分展示其全部潜能的技术手段，&ldquo 物理扩散&rdquo 技术和&ldquo 纳米技术&rdquo 。 　　&ldquo 物理扩散&rdquo 技术发展于上世纪70年代末，主要的理论基础是光束在身体器官上的反射能够帮助检测肿瘤。对被器官阻碍的光线扩散的研究可以显示出器官哪一部分吸收或反射了光线，从而有助于检测癌细胞生长。菲克斯勒说：&ldquo 研究者们花费了很长时间构建模型，尝试找出光线反射原理下器官发生了什么，然而该领域的研究停滞了一段时间，因为该模型无法确切显示肿瘤是否被检测到，也无法确认扩散源是否来自身体的不同部分。作为基础研究的极好模型，事实证明它没有多少临床价值。&rdquo 他解释道：&ldquo 被称为漫反射的理论模型自20世纪80年代就很流行，但对癌症的检测不能仅依赖于光线对器官的反射这一依据，要确认癌细胞是否生长，我们需要能够更好地描绘器官图像的物质或微粒。&rdquo 　　&ldquo 大约12年前，一种被称为分子药剂的新思路进入人们的视线。&rdquo 菲克斯勒说。和先前寻求大体图像的思路不同，新思路希望寻求分子层面的结论。以此思路为基础，一种被称为&ldquo 对比成像&rdquo 的方法在近十年中研发出来。运用该方法，医生将一种秘密药剂注射到患者身体中，植于医生希望探测癌细胞生长的地方，从而获得所需图像，这种秘密药剂就是纳米粒子。其中，黄金纳米粒子因其无毒且与人体具有较好的集成度而被广泛使用。 　　&ldquo 事实上，纳米粒子是在我们血液中运行的小型机器人。&rdquo 菲克斯勒解释说，&ldquo 当纳米粒子在癌症抗体分子中时，我们可以观察到，这些粒子能够黏着于癌细胞。因此无需核磁共振或CT检查，癌细胞便可被识别出来。因为某种量子特性，黄金纳米粒子在一定的波长下能够对光线产生很强的反射作用。&rdquo 　　近年来，一种使用黄金纳米粒子成像的技术被研发出来，基于这种技术的疾病探测和治疗仪器随之出现，但这种仪器有个实质问题，即如何平衡创建高清质量的图像与所需黄金数量的关系。 　　新算法模型还可将该技术扩展于检测其他疾病 　　菲克斯勒和他的同事对自己的探测方法不断改进。&ldquo 这就像在寻找隧道。&rdquo 他解释道，&ldquo 仅探测外部环境找到隧道并不容易，有时候你需要等待有人从里面出来。我们不仅依据粒子反射的光线，同时还根据人体组织上光线扩散产生的效果检测癌细胞。&rdquo 　　研究人员改变了黄金纳米粒子传统的球形形状，把它做成了杆形，改变了粒子反射波的长度，使粒子更深入地穿透到人体组织中。更重要是，他们研发了一种数学算法，能将粒子反映的信息转化成实际的图像。&ldquo 粒子穿透组织，我们看不到反射。&rdquo 菲克斯勒说，&ldquo 但我们可看到它们如何在人体组织内影响光扩散。基于从组织细胞反射出来的光子数量，可建立计算数学函数。&rdquo 　　菲克斯勒的方法不限于癌症检测，他还在开发多发性硬化症的诊断方法。他的研究引起了国际科学界的关注， 去年6月，伦敦医学院为他颁发奖学金，资助其之后一年在伦敦国王学院与其他科学家一同继续此研究。44岁的菲克斯勒出生于特拉维夫，现任巴伊兰大学先进光学显微镜实验室主任。 他在瓦伦西亚大学完成博士后工作，曾在中国华南师范大学激光研究所担任客座教授。

澳大利亚国立大学（ANU）的物理学家使用纳米粒子开发新的光源，将使人们有能力揭开比人的头发还要细小数千倍的极微小物体世界的“面纱”。发表在最新一期《科学进展》杂志上的这一发现，可能会对医学科学产生重大影响。这种技术成本低、效率高，有助于创造新一代显微镜，观察小到十亿分之一米的物体。　　使用纳米颗粒，研究人员将相机和利用其他技术看到的光频率提高了7倍。研究人员说，光的频率可增加到多高是没有限制的。频率越高，使用该光源所能看到的物体越小。这项只需要一个纳米颗粒就能工作的技术，可被应用到显微镜中，帮助科学家以传统显微镜10倍的分辨率放大超微小事物的世界，例如细胞和单个病毒的内部结构。　　传统的光学显微镜无法为纳米级物体生成高度放大的图像。依靠超分辨率显微镜技术或使用电子显微镜可帮助实现，但这样的技术速度慢、成本高，而且还可能破坏样品。基于光的显微镜有助于解决这个问题。研究人员借助“极紫外线光”，可看到今天使用的传统显微镜无法看到的东西。　　ANU开发的技术也可作为一种质量控制措施，用于半导体行业，简化制造过程。电脑晶片由非常细小的元件组成，其特征大小几乎只有十亿分之一米。在芯片生产过程中，制造商使用微小的极紫外光光源实时监测这一过程，能及早诊断出任何问题，从而提高芯片制造的质量和产量。

Syrris专注于为化学研发人员设计制造自动化仪器，在流动化学、微反应器和自动化技术方面处于世界领先水平。 此次在南方科技大学成功安装的是Syrris公司独家的Altas和Aisa两套纳米粒子合成系统。纳米粒子相对于普通材料，可以提供更独特或更优异的性能，如磁、光、电气等物理属性。通过化学工艺参数的准确控制来确保需要的纳米粒子性能，如：粒子形状、大小、表面结构组成等。纳米粒子的合成方式有两种：一是传统的批式合成，另一种是新兴的流动合成，Syrris公司可提供多种规格的批式自动化合成系统和流动微反应系统。 下图是南方科技大学量子点实验室安装的Altas全自动纳米粒子合成系统和Aisa流动合成纳米粒子系统。主要应用于先进显示照明QLED和发光材料的合成。

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空间伽马射线观测作为人类认识宇宙的重要手段之一，在宇宙起源、暗物质探测等科学前沿问题的研究中发挥着积极作用。9月7日，中国科学院国家空间科学中心国家空间科学数据中心与中科院紫金山天文台联合发布“悟空”号暗物质粒子探测卫星首批伽马光子科学数据。此次公开发布的为2016年1月1日至2018年12月31日的伽马光子科学数据（共计99864个事例），以及与其相关的卫星状态文件（共计1096条记录）。暗物质粒子探测卫星（又名“悟空”号）作为空间科学先导专项（一期）首发星，于2015年12月17日在酒泉卫星发射中心成功发射。其主要科学目标通过在空间观测高能电子（包括正电子）和伽马射线能谱，寻找暗物质粒子的存在证据，并开展宇宙射线起源及伽马射线天文方面的相关研究。经过五年半的平稳运行，目前“悟空”号卫星平台、有效载荷均工作正常，已经完成全天区扫描超过11次，获取了约107亿高能宇宙射线事例，已先后获得了宇宙线电子、质子、氦核等TeV以上能区最精确的测量结果。暗物质粒子探测卫星有效载荷由4个子探测器（塑闪阵列探测器PSD、硅阵列探测器STK、BGO量能器、中子探测器NUD）构成。其中塑闪阵列探测器主要用于测量入射粒子的电荷，并用于伽马射线的反符合探测；硅阵列探测器主要用于测量入射粒子的方向，内部装有钨板将伽马射线转换为正负电子从而实现对其方向的精确测量，同时也可以对入射粒子的电荷进行测量；BGO量能器主要用于测量宇宙线粒子尤其是高能电子和伽马射线的能量，同时进行粒子鉴别，剔除高能核素（包括质子和重核）本底；中子探测器用于测量宇宙线中的强子与中子探测器上层的物质发生作用产生的次级中子，进一步剔除高能核素本底。暗物质粒子间接探测、宇宙线物理和伽马射线天文是“悟空”号卫星的三大科学目标，而对伽马射线的观测是实现其科学目标的重要手段之一。由于伽马光子不带电荷，在传播的过程中不会被磁场偏转，可以更好地携带暗物质空间分布的信息，故而在暗物质间接探测研究中伽马射线数据具有特殊价值。暗物质粒子探测卫星的伽马射线观测具有极高的能量分辨率，有望更好地研究暗物质的性质。国家空间科学数据中心与紫金山天文台将持续发布伽马光子科学数据，开展数据分析与应用技术及工具的研发，为公众提供数据共享与应用服务。“悟空”号伽马射线曝光图

北京赛克玛受邀参加第四届大气细及超细粒子技术研讨会 北京大学物理学院毛节泰老师做雾与霾的观测研究的报告. 中科院大气物理所张仁健老师做北京市夏季气溶胶光学特性的观测研究报告 K.F.Ho教授 香港理工大学 王格慧老师 中科院地环所

基于中微子的银河系合成图像。图片来源：冰立方合作组/美国国家科学基金会　　从可见星光到无线电波，长期以来人们一直通过银河系发出的各种频率的电磁辐射来观察它。科学家们现在通过确定数千个中微子的银河起源，揭示了银河系的独特图像。基于中微子的银河系图像，是第一张由物质粒子而不是电磁能制成的银河肖像。研究结果6月30日发表在《科学》杂志上。　　这一突破由南极中微子观测站实现，这一巨大的天文台通过使用埋在一立方公里的透明原始冰层深处的数千个网络传感器，探测来自太空的高能中微子的微妙迹象。　　中微子是看不见的“幽灵粒子”，它们大量存在，但通常直接穿过地球而不被发现。当中微子碰巧与冰立方下方的冰相互作用时，这些罕见的相遇会产生微弱的光图案，冰立方可检测到这些图案。一些光图案具有高度方向性，清楚地指向天空的特定区域，使研究人员能够确定中微子的来源。　　团队此次开发了一种机器学习算法，比较了冰立方10年来记录的6万多个此类中微子产生的级联光的相对位置、大小和能量，并使用模拟人工数据仔细测试和验证了这一算法。当他们最终将冰立方提供的真实数据输入算法时，显现的图片展示了与银河系中疑似发射中微子的位置相对应的亮点。这些地点观测到的伽马射线，被认为在理论上可产生中微子。　　美国国家科学基金会物理部主任丹尼斯考德威尔表示，科学上的重大突破往往通过技术进步实现。高度灵敏的冰立方探测器提供的功能，加上新的数据分析工具，让人们对银河系有了全新的认识。人们可期待这张肖像以不断增加的分辨率出现，进而揭示人类从未见过的银河系隐藏特征。

电压门控钠离子通道蛋白在产生和传导动作电位中发挥重要作用。在哺乳动物中，基于组织特异性，至少有9种电压门控钠离子通道异构体，其中命名为“Nav1.3”的电压门控钠离子通道蛋白在中枢神经系统中表达量高。有证据表明Nav1.3蛋白的突变与局灶性癫痫和多微脑回畸形疾病有关，因此Nav1.3蛋白可以作为治疗癫痫药物的靶点。　　3月11日，中国科学院物理研究所团队在nature communications杂志上发表了题为“Structural basis for modulation of human Nav1.3 by clinical drug and selective antagonist”的文章，解析了Nav1.3/β1/β2分别与小分子药物乌头碱A和选择性拮抗剂ICA121431结合的冷冻电镜三维结构，揭示了乌头碱A和ICA121431调节Nav1.3的不同机制。　　研究表明，Nav1.3蛋白的整体结构与已报道的其他哺乳动物Nav蛋白结构高度相似。调控Nav1.3蛋白功能的β1亚基通过其N端结构域和Nav1.3蛋白相互作用，同时其C端跨模域的螺旋稳定在Nav1.3蛋白第三个结构域上。调控Nav1.3蛋白功能的β2亚基柔性大，整体分辨率较低，但仍能看到其第55位的半胱氨酸与Nav1.3蛋白第911位的半胱氨酸形成了二硫键。小分子药物乌头碱A结合位点位于Nav1.3蛋白第一个结构域与第二个结构域之间，部分阻挡了离子通道。选择性拮抗剂ICA121431结合位点位于Nav1.3蛋白第四个结构域，增强了“异亮氨酸-苯丙氨酸-甲硫氨酸”模体与该模体的受体的结合，将离子通道稳定在失活状态。　　该研究解析了不同小分子调节剂与Nav1.3蛋白结合位点的结构，阐明了这些小分子在Nav1.3蛋白上的作用机制，为后续基于结构开发特异性更高的药物提供支撑。　　论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-28808-5