多维视角
聚变动态
本周焦点
首个原子X射线激光诞生
美国能源部SLAC国家加速器实验室的科学家们日前使一个45年前的预言应验——他们用制造可见光激光的方法，打造出了世界上波长最短、最纯的X射线激光，由于X射线能帮助人们深入观察分子及原子世界，因而该成就无疑等于开启了一扇向新科学发现进军的大门。
为了使预言成真，科学家们利用强大的X射线脉冲从密封舱中的氖原子中敲除电子，从而在氖原子外壳上留下狭小坑洞。当电子再回落填补这些小坑洞时，大约有1/50的原子通过发出一个在X射线范围内的光子来回应。由此，X射线激发临近更多的氖原子释放更多的X射线，就像“多米诺效应”般，将激光放大了2亿倍。而在此基础上，科学家还将可造出波长更短、能级更高的原子X射线激光。
本周之“首”
首个10纳米以下碳纳米管晶体管研制成功
三家研究单位的工程师近日联合构建出了首个10纳米以下的碳纳米管（CNT）晶体管，而这种尺寸正是未来10年计算技术所需的。其能有效控制电流，在极低的工作电压下，仍能保持出众的电流密度。此前理论认为，15纳米以下的碳纳米管晶体管会因尺寸太小而不受控制，但现证明其不但表现良好，且优于同等长度性能最佳的硅基晶体管，这标志着碳纳米管有望成为规模化生产晶体管的可行备选。
一周技术刷新
新概念来解决内存危机
尽管数字信息存储的规模越来越小，但其终有极限，不能无限制地在记忆卡上存储。而相变材料内存（相变内存）能在单个元件上存储多个数位，有望从根本上解决即将到来的内存危机，却无需增大现有芯片的尺寸。这种新技术借助相变材料在非晶态和结晶态之间转换以保留信息，相变内存写入和检索数据的速度可比目前常用的闪存快100倍。同时，它还十分耐用，可至少重复使用10万次。尽管这场革命还未打响，但目前预计多态相变材料有望于2016年与世人见面。
新方法测量石墨烯内光电行为
石墨烯制成的光电探测器能非常快速地处理和引导光电信号，在一皮秒之内受到光刺激的石墨烯就能产生光电流，但此前没有一种可行的方法快到可以测量石墨烯内的这些过程。现在，德国慕尼黑工业大学的科学家通过名为“共平面带状线”的方法，以时间分辨石墨烯中超高速光电流的形成，测量其时间动态。同时，他们还发现石墨烯可以放射太赫兹辐射，这使其成为了材料试验的理想备选，并可应用于特定的医疗领域。
前沿探索
老鼠皮肤细胞直接转化为神经前体细胞
使用胚胎干细胞存在伦理争议等问题。近日，美国斯坦福医学院科学家成功绕过干细胞阶段，将老鼠的皮肤细胞直接转化成神经前体细胞，得到的细胞能发育成三种脑细胞，而且能在实验室里大量培育。新方法为受损神经细胞再生提供了一条新途径，在医疗领域拥有巨大的应用潜力。不过，他们也指出，这项技术用于人体之前还需要进行很多研究。
单细胞变多细胞过程被揭示
亿多年前，地球表面的单细胞生物开始形成多细胞簇，最终变成了植物和动物。这是从单细胞生物到多细胞体的过渡。日前美国明尼苏达大学在实验室用普通的啤酒酵母菌复制了这一关键进化步骤，重现了该过渡阶段。分析显示，细胞簇并不是随机黏在一起的细胞群，而是具有遗传相似性的，实验展示了其中细胞开始合作、自我牺牲以达成公共利益并能适应变化的过程，可用于对许多医疗和生物重要课题的研究。
基础揭秘
地球外辐射带高能电子消失之谜揭开
地球外辐射带是一圈充满高能电子的环形空间区域，尽管有少量高能电子确实落入了大气层，但却有更多的高能电子神秘消失的现象。美国学者日前利用最近发现的轨道卫星数据，解释了这个大量高能电子消失之谜：电子在太阳增强周期活动中，被一股强大的太阳风粒子扫出了行星的势力范围，电子在穿过星际介质时不断减速，最终消失在行星之间。该研究有助于建立更精确模型，预测地磁暴对辐射带造成的影响。
反物质原子有望解决反重力问题
让物质与反物质区别开来的一个特征是反物质的重力行为。普通物质能吸引宇宙中所有其他物质，但普通物质的另一半反物质会向其施加反重力还是排斥力一直是个未解之谜。现在，美国科学家已经制造好了稳定的电子和正电子（电子的反物质）对，让其既不会相互湮灭，也不会通过朝其中注入能量制造出所谓的“里德堡态”，希冀借此来揭开反重力的谜团，让人们了解物质和反物质之间究竟是吸引力还是排斥力。
“最”案现场
迄今最“胖”的大质量星系团
质量越大的星系团，对其形成模式的探究就越能考量当前的宇宙学模型。而由多国天文学家组成的国际研究团队利用数台大型天文望远镜，在距离地球有70亿光年之遥发现了极其罕见的大质量星系团，这是两个发生“暴力火拼”而合并在一起的星系团，其因庞大的块头而成为了迄今人类在遥远宇宙所发现的质量最大的星系团，亦同时得到了最亮、温度最高且X射线辐射最剧烈星系团的多重“奖项”。而对其展开相关研究得出的结论仍与此前的暗物质理论保持一致。
奇观轶闻
胃中运行的“微型火箭”
此前已设计出的多种自驱动的微型马达，其中许多都是以氧气气泡作为推动力，其辅助燃料——高浓度的过氧化氢对人体有害。而加州大学圣迭戈分校设计并制造出了一种新型微型马达，可在强酸环境中利用氢气气泡进行驱动，无需额外燃料。这种微型马达能在pH值很低的情况下，以每秒钟1000微米左右的速度行进，因而得名“微型火箭”，其能够广泛应用于生物医学和工业领域，因对人体无害而用于探测胃中的酸度变化等。
“读”你所想
大脑究竟是怎样对讲话进行编码的呢？尽管目前还不得而知，但美加州大学伯克利分校神经科学家成功地解码了大脑颞叶中的电活动，并发现从颞叶活动可预测出一个想说出某个单词却“词不达意”的人究竟要表述什么。在对15名癫痫病人进行模拟测试后显示，目前较好的模型已能近乎完整地重现单词，帮研究人员作出正确预测。这使因中风或瘫痪而无法讲话的病人将来可通过特殊的交互设备，让别人听到他们的心声。（本栏目主持人 张梦然）
《科技日报》
