平方公里陣列射電望遠鏡 高溫超導體間質組織

平方公里陣列射電望遠鏡（SKA）

在中國天眼（500米口徑球面射電望遠鏡，FAST）仍在領跑射電天文望遠鏡，為世界天文探測做重要貢獻之時，科學家們已經在著手研制下一代超級射電天文望遠鏡——平方公里陣列射電望遠鏡（square kilometre array，SKA）。SKA是多國合作、共同出資的國際大科學工程，中國為SKA項目的主要參與國之一。SKA選址在澳大利亞、南非及非洲南部8個國家的無線電寧靜區(qū)域， 設計的頻率范圍在50MHz～15GHz，由低頻陣列（130萬只對數周期天線）、中頻陣列（250個致密孔徑陣列）和高頻陣列（2500只15米蝶形天線）組成，最長基線為3000千米，計劃于2030年建成。SKA將探索“宇宙第一縷曙光”、搜索脈沖星、探測引力波、檢驗暗物質和暗能量特性、尋找地外文明和適合人類居住的星球……

● SKA是人類迄今為止計劃建造的最宏偉的天文觀測設備，匯集了天文學、無線電、信息、通信、計算機、機械制造等領域的最新科技成果，將對自然科學和人類文明做出劃時代的重要貢獻。SKA將承載射電天文學未來50年的發(fā)展命脈，有望克服包括FAST在內的單口徑射電望遠鏡的缺陷和不足，同時希望獲得更高的靈敏度、更大的視場、更高的頻率、更高的空間分辨率、更高效的巡天能力等?！稄腇AST到SKA 科學家揭秘下一代超級射電天文望遠鏡》（新華網，2018年5月30日）

● 2018年2月6日，由中國主導研制的國際大科學工程“平方公里陣列射電望遠鏡”（SKA）首臺天線，在中國電子科技集團公司第54研究所啟動。它的成功研制，標志著中國在SKA核心設備研發(fā)中發(fā)揮引領和主導作用，在國際大科學工程中，為世界成功提供“天線解決方案”。SKA始于20世紀九十年代初，是國際天文界計劃建造的世界最大綜合孔徑射電望遠鏡，也是人類有史以來建造的最龐大天文設備?！妒澜缱铨嫶筇煳脑O備SKA首臺天線在華誕生》（人民網，2018年2月6日）

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SKA是下一代最先進的射電望遠鏡，是宏偉科學目標驅動的望遠鏡。它的科學目標是要在宇宙中尋找致密天體，檢驗引力理論、探測引力波，宇宙中的第一縷曙光，生命搖籃計劃（尋找地外文明），星系演化，宇宙結構（暗物質和暗能量性質），宇宙磁場起源，探測未知世界等?！渡潆娞煳耐h鏡：FAST與SKA》（搜狐科技，2018年5月29日）

高溫超導體

2018年3月5日，《自然》（Nature）期刊連發(fā)兩篇文章：將兩層只有原子厚的石墨烯以特別的角度（1.1度，被稱為“魔角”）偏移時，材料就能在零電阻下導電。盡管該系統仍然需要被冷卻至1.7K（1.7開爾文，約零下271攝氏度），但結果表明了它或許可以像已知的高溫超導體那樣導電。一旦該結果被確認，此次的發(fā)現對于理解高溫超導電性至關重要。這一發(fā)現引起物理學界的熱烈反響，而文章的第一作者為年僅21歲的中國人——留學美國麻省理工學院的博士生曹原——這也令國人頗為關注與振奮。

說到高溫超導體，需要先解釋什么是超導體。超導體指的是在一定條件下（臨界溫度、臨界磁場和臨界電流密度構成的臨界曲面所包圍區(qū)域內），直流電阻突然為零，且成為完全抗磁性的物質。自1911年第一個超導體——金屬汞被發(fā)現存在4.2 K的超導電性以來，大量單質和合金超導體被發(fā)現，但它們的超導臨界溫度都很低，成本十分昂貴。高溫超導體是超導臨界溫度一般高于25K（-248℃）的一類超導體，可見“高溫”只是相對而言。已發(fā)現的高溫超導材料有銅氧化物和鐵基超導體等。2015年，德國科學家宣稱在硫化氫中發(fā)現了203 K的高溫超導，但需要在200GPa（200萬個大氣壓）的條件下才能實現。

已發(fā)現的高溫超導體應用起來存在許多技術難度，而且其物理性質極其復雜，難以被現有理論框架解釋。尋找新型的高溫超導體，以至常壓下的實用型常溫超導體，是科學家們探索的目標。

● 物理學家不斷地想要找到高溫超導材料，以應用在日常生活之中。然而，大多數材料只有在接近絕對零度時，才會轉變?yōu)槌瑢w。即使是所謂的“高溫”超導體也只是在相對意義上的：目前零電阻導電的最高溫度約為-140℃。如果有哪種材料能夠在室溫下表現出超導電性，就可以為能量傳輸、醫(yī)用掃描儀和交通領域帶來革命性的改變?！妒┭芯康囊馔獍l(fā)現，是否能解開高溫超導之謎》（搜狐科技，2018年3月7日）

● 與低溫超導材料相比，高溫超導新材料能在較高溫度下達到“零電阻”，在電力能源、高端醫(yī)療、高速交通、大科學儀器、軍工等領域有著廣泛的應用前景。——《打響四個品牌|上海超導：打破壟斷 闖出“中國創(chuàng)造”路》（新民晚報，2018年5月8日）

● 研究人員表示，當第二層石墨烯相對于第一層發(fā)生扭曲時，當滿足1.1度的“魔法角度”，并且溫度降低到1.7開爾文（約-271℃）以下時，雙層石墨烯即可實現超導。令人驚訝的是，Jarillo-Herrero及其同事介紹，通過利用電場去除電子，這種雙層石墨烯材料也可以成為絕緣體。與絕緣體的密切關系可以說是某些類型高溫超導體所共有的特性，雖然它們仍然需要冷卻，但已經能夠在比其他超導體溫度高出很多的情況下發(fā)揮作用。——《〈自然〉：扭曲后的雙層石墨烯“千層糕”，可以在低溫下實現超導》（百家號，2018年3月9日）

間質組織

2018年3月27日，美國的一個科研團隊在《科學報告》（Scientific Reports）雜志上發(fā)表了題為《人體組織中一種新的間質組織結構及其分布》的論文，隨即美國全國廣播公司（NBC）和美國有線電視新聞網（CNN）新聞分別發(fā)布題為《間質：科學家發(fā)現人體新器官》和《新發(fā)現人體最大器官》的頭條新聞，并迅速在世界各地掀起一股“新器官”報道狂潮。這一消息一度登上熱搜榜首， “最大器官”“經絡證據”等說法引起熱議。其實，間質的概念早在1954年就有過報道。細胞間質就是細胞之間的物質，是人體細胞所生活的液體環(huán)境。有人提出間質組織與中醫(yī)三焦的論述有相通之處。此次研究者的論文原文中也沒有“新器官”的提法，研究的貢獻在于，用新的技術方法比以前更客觀地了解到皮下和內臟原有間質組織的結構，并為癌癥等疾病的診斷提供一些參考依據。新器官等提法與媒體的誤讀和夸大不無關系。

● 這些間質組織位于皮膚之下，以及腸道、肺部、血管和肌肉內部，并連接在一起形成由強大的柔性蛋白質網支撐的網絡，其間充滿了液體。研究人員在《科學報告》雜志上撰文，首次將間質組織歸為新器官，并對其功能進行了研究。——《科學家發(fā)現人體新器官間質組織》（科技日報，2018年3月30日）

● 這篇文章的“新”并不在于“發(fā)現新器官”，而是首次采用了一種新的技術方法——激光共聚焦顯微內窺鏡檢測法，觀察了一些已存在的組織結構。以往人們觀察這些組織時需要先采樣再經過一系列處理和染色制作成組織切片再放到顯微鏡下觀察，這些處理過程破壞了間質的原有結構，間質由于失水而變得“干癟皺縮”。而激光共聚焦顯微內窺鏡可以直接對人體組織進行實時觀測，不會破壞組織形態(tài)，因此間質原本充滿流動液體的結構才被完整地呈現在屏幕上。與其說“發(fā)現了間質”，不如說“看清了間質”更恰當?！犊茖W家發(fā)現了“新器官”間質？別逗了，這連新發(fā)現都不算！》（果殼網，2018年4月4日）

（執(zhí)筆/《中國科技術語》編輯部：魏星）